科学家观测仙女座7小时,发现霍金的这一理 [复制链接]

现在我们知道暗物质可能不是原始黑洞

在最近50多年以来，科学家们一直认为，宇宙中大约85%的物质是由一种神秘的，不可见的物质组成的。从那时候起，多次观测活动间接地见证了这种“暗物质”对宇宙的影响。不幸的是，到目前为止所有的探测都失败了，导致科学家们提出了一些非常有趣的关于暗物质性质的理论。

已故伟大的科学家史蒂芬霍金曾提出了这样一个理论，他认为大多数暗物质实际上可能是直径小于十分之一毫米的原始黑洞。最近在由卡福利宇宙物理和数学研究所（IPMU）对这一理论进行了迄今为止最为严格的测试之后，他们表示证实了霍金在年提出的这一理论。结果刊登在《自然天文学》杂志之上。

霍金的这个理论假定大部分暗物质是由大爆炸后不久形成的原始黑洞组成。如果早期宇宙中有一些超高密度的小斑块，这些斑块会形成黑洞，一旦黑洞形成，它们就会表现的像暗物质（因为暗物质的不可见，并且只通过引力与其他粒子相互作用）。这个理论对科学家们很有吸引力，因为他不依赖于任何外来粒子的存在，更重要的是，霍金提出这个想法后不久，天体物理学家发现在早期的宇宙膨胀中可能由于量子涨落而形成一些超密度的斑块，这些斑块可能会导致黑洞的产生。研究小组利用夏威夷莫纳凯亚天文台的斯巴鲁望远镜来密切的观测和我们邻近的仙女座星系，那里距离我们大约万光年，和我们附近的大多数星系不同，仙女座是接近我们星系当中唯一一个以每秒公里的速度靠近我们的星系，这注定了它要与我们相撞。

这些因素和其他因素使的仙女座称为霍金理论的测试者，如果我们能同时观测仙女座的恒星，我们就可以发现恒星的微透镜时间，即由于一个暗物质黑洞正从天空中的恒星面前穿过，这时，恒星的亮度便会闪烁。这些微笑黑洞的引力将导致来自仙女座当中恒星的光线弯曲并且放大。爱因斯坦和他的广义相对论在年首次预言了这种效应，天文学家现在利用它们与地球之间存在的大量物体来观测遥远的物体。然而，发生这种时间的机会是罕见的，需要观测者，远处的物体和中间的物体三者之间的偶然对准，为了最大限度的捕捉到一个时间，研究小组使用了斯巴鲁望远镜的高分辨率摄像机，它能够在一次拍摄中捕捉仙女座星系的全部图像并且同时拍摄银河系当中的照片，这样确保捕捉到仙女座恒星发出的短暂闪烁。

这些闪烁可以表明一个原始黑洞从他们面前经过，从而扭曲和放大了他们的光芒。如果暗物质是原始黑洞而不是基本粒子，它可能会在仙女座星系中的一颗恒星面前经过，并且引起微透镜效应，其亮度的闪烁随观测时间而变化。恒星亮度变化的时间取决于原始黑洞的质量和速度，如果这些原始黑洞是暗物质的话，我们便会对它的速度便会有很好的了解。研究小组在7小时之内连续拍摄了张仙女座的照片，并核对了可能发生的种种情况，考虑到原始黑洞的质量，预计至少有个事件，然而，研究小组只发现了一个事件的证据，这表明原始黑洞占暗物质质量的比例不到0.1%，这是一个重大发现，这可能是宇宙膨胀引起黑洞的间接证据。同时它可能是恒星产生恒星耀斑的证据。因此在做出任何明确判断之前，有必要进行更多的观察。

展望未来，研究小组正计划对仙女座星系进行进一步的观测，以证实他们的分析。他们还希望研究一种新的理论，假如原始黑洞产生引力波被探测到，这一数据会被分析成为双星黑洞。简而言之，科学家现在不能完全排除原始黑洞是暗物质的假设，因为暗物质也可能是一种未知的相互作用的大质量粒子，这种情况就需要就需要地下实验或加速器实验用来检验了。于此同时，对难以捉摸的暗物质的搜寻还在继续，就像第一次发现引力波一样，这一发现将引发天文学领域的一场革命。