Space 2026年7月3日 ScienceDaily LIGO 捕获信号,暗物质终于有事可干了? LIGO探测到的一个微小黑洞信号可能终于让原始黑洞有了用武之地,并可能解释所有暗物质——如果那不仅仅是噪声的话。 0 0 分享 X / Twitter LinkedIn 复制链接 Image: ScienceDaily 原始黑洞几十年来一直是天文学界最爱的假设之一——相当于天体界的“下次一定”,却从未兑现。如今,迈阿密大学的研究人员认为,最近一次引力波探测可能终于将这些古老天体从理论领域拉进了“哦,原来暗物质藏在这儿”的范畴。 对于那些不熟悉早期宇宙传说的人,原始黑洞被认为是在大爆炸后的最初几分之一秒内形成的,远在第一批恒星或星系成形之前。与恒星坍缩形成的黑洞不同,这些假设中的天体大小不一,小到小行星,大到更大的天体——基本上就是宇宙阁楼里的杂物。 尽管从未有原始黑洞被确认,科学家相信它们能回答关于宇宙的几个重大问题。其中最大的一个就是暗物质的本质——这种看不见的物质约占所有物质的85%,提供了将星系维系在一起的引力。所以,你知道,挺重要的。 “我们相信我们的研究将有助于确认它们确实存在,”迈阿密大学物理系副教授尼科·卡佩卢蒂说,他指的是与博士生阿尔贝托·马加拉贾共同进行的研究。 他们的工作建立在激光干涉引力波天文台(LIGO)可能发现的基础上。去年年底,LIGO探测到一个异常的引力波信号。引力波是时空涟漪,由宇宙中最剧烈的事件产生,包括黑洞碰撞——基本上相当于往池塘里扔石头的宇宙版,如果石头是黑洞,池塘是现实的结构。 大多数已知黑洞是在大质量恒星以超新星形式爆炸后形成的。它们的质量通常从太阳质量的几倍到数十亿倍不等。但在11月,LIGO发出了一次自动警报,涉及一次并合事件,其中至少一个天体的质量似乎小于一个太阳质量。这样小的黑洞很难用常规恒星演化来解释,反而可能指向一个原始黑洞——这相当于在你家后院发现了一块恐龙骨头。 并非所有人都信服。一些天体物理学家认为,这个信号可能只是LIGO极其灵敏的探测器中的噪声,而非一项重大新发现的证据。因为有时候,一个信号就只是一个信号。 卡佩卢蒂和马加拉贾认为,探测到的天体最好解释为在早期宇宙稠密条件下形成的原始黑洞,远在恒星存在之前。为了验证这个想法,研究人员估计了宇宙中可能存在多少原始黑洞,以及LIGO应该多久探测到它们一次。“我们的结果令人鼓舞,”马加拉贾说。“我们预测,像LIGO可能观测到的这种亚太阳质量黑洞确实应该很罕见,这与迄今为止此类事件出现频率很低是一致的。” 他们的研究结果发表在《天体物理杂志》上,表明神秘的LIGO信号没有常规天体物理解释,且与原始黑洞最为吻合。该研究“表明,对LIGO信号最合理的解释——该信号缺乏任何常规天体物理解释——是探测到了一个原始黑洞,”卡佩卢蒂说。“而且我们的研究表明,这些原始黑洞可能占暗物质的很大一部分,甚至全部。” 即便如此,两位研究人员都强调,一次探测不足以解决这个问题。目前,科学家们只能等待,看LIGO及其国际合作伙伴是否会记录到更多符合相同模式的事件。“LIGO捕捉到了一个非常强的证据,”