霍金说得对吗:太阳中心是否隐藏着一个黑洞?

超自然现象探索官 2023-12-31 08:20:07

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第一个黑洞可能出现在宇宙形成的早期阶段。它们的质量范围非常广泛:从一个小小行星到几千个太阳。据科学家称,它们在宇宙演化中的作用非常重要,因为它们是暗物质的组成部分。在他们的新研究中,马克斯·普朗克研究所的天体物理学家决定分析一种纯粹假设的情况,即由于大爆炸,许多小黑洞立即出现。其中一个可能隐藏在我们太阳的中心吗?

初级孔

科学家们是如何想出这样的想法的呢?事实上,我们首先谈论的是所谓的霍金星。它们与普通恒星非常相似,并且寿命很长。它们以霍金的名字命名,宇宙学家史蒂芬·霍金早在 20 世纪 70 年代就提出,原恒星在形成过程中完全有能力捕获小行星大小的小黑洞,并将其“定居”在其中心。在这样的条件下,由于出射光度的原因,气体的流入会受到阻碍,黑洞将无法得到充分的供给,并且生长缓慢。

原发黑洞纯粹是一种假设现象。没有证据表明它们的存在。但从理论上讲,它们有很多应用。如果它们实际上是大量形成的,那么它们就是暗物质的非常方便的候选者,暗物质是一种无法被发现的隐藏质量,但它会积极影响星系并产生各种效应(例如引力透镜)。在早期宇宙中,物质的密度足以直接坍缩成黑洞。重量超过10^15克的则无法蒸发并成功存活至今。

当霍金向科学界提出这种黑洞的存在时,科学家们试图利用它们来解决太阳中微子的问题。事实是,来自太阳的实际中微子通量比模型预测的少三分之二。展望未来,我们可以说原因是当时只记录了这些中微子的几种类型中的一种。但当时的假设是最令人难以置信的,甚至到了一个小黑洞位于太阳中心并吸收其物质并调节光度的程度。

巨食者

如果我们回到题为“太阳中心是否有黑洞?”的新研究,应该指出的是,天体物理学家一直关注具有小行星质量的小型黑洞(尽管这也是一个松散的概念)。这组作者表示,在恒星发展的后期阶段,恒星捕获这样一个黑洞(该黑洞将定居在其中心)是不太可能的。然而,在其形成阶段,这是相当现实的。内部的黑洞到底会如何影响恒星的生命周期(是否会快速消耗其物质,或者恒星是否能度过其整个寿命)将取决于其质量。

如果一个黑洞的重量与谷神星的重量相同,那么它在短短一亿年内就会变成地球的大小。正如我们所记得的,当黑洞吸收物质时,会将其加热到非常高的温度,从而开始发光。随着事件的发展,黑洞将产生比核聚变更多的能量,并且该发光体将成为霍金星。但恒星是力求平衡的物体,因此为了试图冷却自己,恒星会开始膨胀并变得像红巨星。

为什么相似呢?因为,首先,它的膨胀会比预期时间早得多,其次,它会比自然形成的红巨星温度低得多。顺便说一句,盖亚望远镜已经发现了五百颗这种异常寒冷的红巨星。如果未来科学家能够检测到它们的特征表面振动,那么就有可能正式宣布它们内部有一个黑洞并从内部吞噬它们。

最低限度

虽然还有别的办法。质量太大的黑洞可以在短短 5 亿年内吞噬一颗恒星。这条线索可以为霍金星以及原始黑洞的存在提供间接证据。例如,如果一个冥王星大小的小黑洞吞噬了一颗恒星,那么产生的黑洞的质量将等于太阳的质量。这样的洞还没有被发现;今天“最轻”的洞的重量超过三个太阳。通过所有计算,这是最小限制。

“太阳中心可能没有黑洞。尽管有这些细节,我们在本文中的目标是让读者相信这个问题很有趣,并且对具有中心黑洞的恒星的研究具有很好的动机。如果原始黑洞存在,那么它们的数量可能足以解释宇宙中的暗物质。”该研究的作者说。

然而,他们进一步提到了重量限制。太阳中心可能存在一个质量为 10^−11 个太阳质量的微小黑洞。只是我们永远不会知道。你怎么认为?

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