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宇宙原始黑洞仅有原子大小！半径大约只有0.23纳米

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	開心 2024-10-28 08:09

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發消息

樓主

發表於 2021-9-23 19:14:08

　　据国外媒体报道，自古以来，人类就想解释宇宙中最难以预测、最令人不安的现象，尽管人类历史所有文明都持续不断地进行天文学研究，但是一些“不可预测”的天文事件，例如：彗星或者日食，被认为是“不幸的预兆”或者“神灵的暗示行为”。

　　1066年，诺曼公爵威廉推翻撒克逊国王哈罗德二世政权，当时这一重大历史转折点被归因于一颗彗星（之后被命名为“哈雷彗星”）带来的坏兆头；公元939年，莱昂国王拉米罗二世率领军队与Caliph Ad al-Rahman在西曼卡斯（现今西班牙巴利亚多利德地区）作战，突然出现的日全食引起了双方军队的恐慌，使战斗推迟了数天。

　　那么，人类祖先对宇宙中存在的天体会做出怎么的反应呢？例如：黑洞会吞噬所有事物，包括光。虽然迄今科学家已经观测到最大的黑洞，并拍摄到该黑洞的照片，同时，科学家在近期研究中还展示了微型黑洞——钾原子大小的黑洞，半径约0.23纳米（相当于1米的2.3亿分之一）。这些原子大小的黑洞形成于大爆炸初期，甚至可能构成宇宙中所有暗物质的总和。

　　拍摄黑洞

　　2019年，位于全球不同地区的8个射电望远镜拍摄到第一张巨大黑洞照片，该黑洞的质量相当于太阳的65亿倍，位于梅西耶87星系中心，距离地球大约5500万光年（相当于9.5万亿公里的距离）。

　　如果所拍摄的天体能捕获光线，它就无法被相机记录下来，毕竟相机是基于光线变化成像的，但是研究人员可以有其他的选择，我们可能不观察物体自身，而是观察黑洞吞噬的恒星残骸，从而证实黑洞的存在。

　　这些恒星物质以超快速度环绕黑洞周围，当它的温度达到100万摄氏度时，其亮度就可以被探测到，环绕黑洞的物质盘被称为“吸积盘”，被认为是黑洞边缘，一旦吸积盘通过，任何事物都无法逃脱，我们将它称为“黑洞视界”。

　　原始黑洞

　　宇宙中黑洞的重要部分是由恒星在其最后生命阶段消耗所有燃料的引力坍塌所导致的，它们被称为“恒星黑洞”，事实上，并不是所有恒星在生命末期都会演变成为黑洞，当恒星核心质量低于2-3倍太阳质量时，恒星黑洞就无法形成。

　　也就是说，存在一个恒星质量最小阈值，低于该质量，恒星就不会坍缩形成黑洞，举个例子，太阳在生命末期无法演变成一个黑洞，但是其他大质量恒星，像红色超巨星参宿四，将不可避免地变成黑洞。

　　同时，还有其他一些黑洞被称为“原始黑洞”，正如它们的名称所示，这些黑洞是在大爆炸最初时刻形成的，也就是宇宙诞生之初的时期，理论上原始黑洞可以拥有任何等级的质量，它们的大小从亚原子粒子至半径数百公里不等。

　　至于黑洞，超大质量黑洞几乎不释放辐射，而最小质量黑洞释放的辐射最多，但是该现象是如何实现的呢？超大质量黑洞几乎不释放辐射，却能捕获一切事物，甚至包括光。

上世纪70年代中期，著名物理学家斯蒂芬·霍金给出了答案，他假设在黑洞视界附近的量子效应可能会产生从黑洞逃逸的粒子，也就是说，不通过任何其他方式增加质量的黑洞将逐渐失去质量，最终蒸发消失。同时，霍金于1974年提出了黑洞辐射的概念，该概念是指以量子效应理论推测出的一种由黑洞散发出来的热辐射。该理论能说明如何降低黑洞的质量而导致黑洞蒸散的现象。

　　黑洞辐射理论对于低质量黑洞更为明显：一个100万倍太阳质量的超大质量黑洞的蒸发时间比宇宙当前的年龄更长，然而，质量仅1000吨重量的黑洞会在46秒内蒸发消失。在黑洞蒸发的最后阶段，它们会爆炸并产生大量伽马射线（一种比X射线更强的辐射）。

　　捕获原子大小的原始黑洞

　　那么，在原子大小的黑洞完全蒸发之前，如何证明它们的存在呢？在近期对原子大小黑洞的研究中，科学家提出一种天体物理学假设，即这些微型黑洞可能被某个超大质量黑洞捕获，当原子大小的黑洞接近特大质量黑洞时，从地球角度可探测到的黑洞辐射比例逐渐减少，直到缩小至一束光大小。