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第1269章 渊天宫(106)(1 / 1)

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2026年,华夏科学院院士蔡荣根团队提出了两种新的原初黑洞形成机制:一是非高斯标量涨落诱导的随机引力波和相伴的可以作为所有暗物质候选者的原初黑洞的产生机制,该机制可被计划中的空间引力波探测所检验;二是延时一阶相变产生原初黑洞的新机制,并利用小尺度涨落对宇宙一阶相变给出了最严的约束。

原初黑洞不发光且难以直接观测,其探测主要依赖其引力效应(如微引力透镜、引力波)和可能的辐射效应(如霍金辐射末期爆炸产生的高能粒子)进行间接探测。

光学重力透镜实验(OGLE)等微引力透镜巡天项目没有发现原初黑洞存在的明确信号,但这些观测对原初黑洞的丰度设定了严格的限制上限。

高能辐射探测:原初黑洞通过霍金辐射过程产生高能辐射,质量约为10^15克的原初黑洞会在寿命末期产生持续数秒至数百秒、强度极高的伽马射线暴,即“原初黑洞暴”。华夏的高海拔宇宙线观测站(LHAASO)利用2021年3月至2024年7月的观测数据对全天空进行了原初黑洞暴的搜寻,虽未发现明确信号,但在99%置信度下将爆发率上限(每立方光年每年不超过5.2次)比国际现有纪录提高了10倍以上。麻省理工学院(MIT)的研究团队提出,如果暗物质主要由原初黑洞构成,其生命末期的爆炸可能产生能量极高的中微子,此类爆炸产生的中微子有可能被IceCube、KM3等中微子探测器捕获。

引力波探测:LIGO在2016-2021年探测到的黑洞并合事件中,部分超过恒星级黑洞质量上限的事件被推测可能涉及原初黑洞。未来的空间引力波探测器,如激光干涉仪空间天线(LISA),有望探测到来自原初黑洞早期合并的引力波信号。

对太阳系天体的影响:有假说认为,太阳系边缘的引力异常(即所谓的“第九行星”)可能由一个质量约为5倍地球质量、直径仅约5厘米的原初黑洞引起。对该假说的验证,除了通过其可能产生的伽马射线(如利用费米伽马射线空间望远镜)外,也包括观测其对柯伊伯带天体的引力扰动。另有理论研究提出,可通过探测小行星、卫星等天体内部可能被小型原初黑洞掏空形成的“空心结构”来寻找其踪迹。

直接穿越探测:理论研究表明,极小的原初黑洞在穿过地球或其他固态天体(如小行星、卫星)时,可能在特定材料(如抛光金属板、岩石)中留下微米级的笔直通道,通过扫描和分析这些地质或人造材料中的微观痕迹是搜寻原初黑洞的一种潜在直接方法。

对早期宇宙的间接观测:詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)等新一代天文设备通过观测宇宙极早期的星系和恒星形成,可以间接约束原初黑洞的存在。理论认为,若原初黑洞是暗物质的主要组分,其引力效应会改变早期宇宙中结构的形成历史,从而在JWST观测到的早期星系数量、分布及性质上留下可探测的痕迹。

2022年天体物理学研究提出原初黑洞可能是所有暗物质的来源,其引力效应可解释星系旋转曲线异常。2025年,华夏科学院院士蔡荣根提出了非高斯标量涨落诱导的随机引力波和相伴的可以作为所有暗物质候选者的原初黑洞的产生机制。理论模型和观测限制进一步表明,特定质量范围(如约1014-1019千克,或称“小行星质量”窗口)的原初黑洞最有可能构成暗物质的主要部分。例如,2025年LHAASO实验通过搜寻“原初黑洞暴”信号,对这类黑洞的本地爆发率给出了国际最严格的观测限制,为相关模型提供了关键约束。质量在$10-100M_odot$区间内的原初黑洞可能是LIGO探测到的部分引力波事件源头。例如,2019年探测到的GW和GW等引力波事件,其涉及的黑洞质量(约1.7-2.6倍太阳质量)难以用恒星坍缩完美解释,被认为是原初黑洞存在的有力候选信号。2024年,存活至今的大质量原初黑洞可能被恒星捕获形成“霍金星”,其内部传能与演化路径异于普通恒星。这种异常部分源于原初黑洞的霍金辐射或吸积过程 。最新研究进一步指出,质量极小的原初黑洞在其生命末期通过霍金辐射剧烈蒸发,可能产生超高能中微子或伽马射线暴,这类信号可作为探测原初黑洞及其暗物质属性的独特探针。

此外,原初黑洞被认为是解释宇宙极早期(如大爆炸后仅数亿年)就已观测到的超大质量黑洞形成难题的关键。大质量原初黑洞可以作为“种子”,通过快速吸积和合并,在短时间内成长为超大质量黑洞,这为詹姆斯·韦布空间望远镜等观测到的早期超大质量黑洞提供了可能的形成途径。原初黑洞的研究不仅关乎暗物质本质和黑洞天体物理,更是连接极早期宇宙物理(如暴胀、宇宙相变、磁流体湍流等)与当代天文观测的桥梁……

地质年代(Geological Ti)是指地壳上不同时期的岩石和地层,在形成过程中的时间(年龄)和顺序。其中时间表述单位包括宙、代、纪、世、期、时,地层表述单位包括宇、界、系、统、阶、带。

它包含两方面含义:其一是指各地质事件发生的先后顺序,称为相对地质年代;其二是指各地质事件发生的距今年龄,由于主要是运用同位素技术,称为同位素地质年龄(绝对地质年代)。这两方面结合,才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识,地质年代表正是在此基础上建立起来的。

20世纪中叶,应该被认为是一个新的地质时代——人类世。