什么是原初黑洞?竟和宇宙大爆炸有关

原初黑洞是一种假想中的黑洞:在宇宙大爆炸后不久的早期宇宙中,因为宇宙物质的不均匀性,会使得某些地方的物质特别密集,当密度高到一定的程度就可能发生引力坍缩从而形成黑洞。因为原初黑洞不是经过恒星形成的,所以它的质量可以非常低。

原初黑洞是从宇宙大爆炸后不到一秒钟诞生的一种质量下限可以很低的黑洞
原初黑洞是从宇宙大爆炸后不到一秒钟诞生的一种质量下限可以很低的黑洞

根据科学家建立的模型显示,原初黑洞的初始质量可以从10^-8kg(普朗克微型黑洞)到上千个太阳质量的中等质量黑洞。

但是因为霍金辐射的存在,所以质量小于10^11kg的原初黑洞将会无法存活到现在,这些微型黑洞可能在很短的时间内就完全蒸发掉了。而较大的原初黑洞也因为霍金辐射的而大大的缩水。

PS:霍金辐射指的是因为相对论量子效应会使得黑洞能够在黑洞视界外释放热辐射,这些热辐射会使得黑洞失去少量的能量,因为爱因斯坦质能方程所以也就是黑洞会失去少量的质量。所以理论上霍金辐射会导致黑洞蒸发的发生,任何黑洞都会发生霍金辐射而损失自身的质量。并且这个热辐射温度和黑洞的质量成反比,这就会造成质量越小的黑洞反而蒸发得越快。

比如一个10^11kg的黑洞完全蒸发需要136亿年的时间,而一个太阳质量的黑洞完全蒸发需要10^64年,而一颗1000亿倍太阳质量的超大质量黑洞蒸发需要2×10^100年。

原初黑洞可能是暗物质的重要组成部分
原初黑洞可能是暗物质的重要组成部分

科学家甚至猜测,原初黑洞可能就是暗物质的一部分,另外就是星系中的超大质量黑洞可能也是属于原初黑洞。

原初黑洞的形成时间非常早,大约是宇宙大爆炸后不到1秒的时间内,那个时候的早期宇宙中有一些地方的物质密度足够大到能够形成黑洞。

不过因为原初黑洞一般都是一些很小的黑洞,所以目前科学家还没有一个准确的观测数据证明确实存在这样的黑洞。甚至还有一些假说在太阳系的柯伊伯带里面就有一颗质量为5~15个地球质量的原初黑洞,这个原初黑洞的直径只有网球大小,而它其实就是传说中的太阳系第九大行星

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