你是否认为黑洞离我们的生活很遥远?但对一些物理学家来说,迟迟找不到的暗物质让他们宁愿相信,黑洞已经穿过了地球,只是我们没有发现。
常见的黑洞
一般的黑洞是在恒星耗尽核燃料后形成的,经该途径产生的黑洞质量一般都比太阳质量更大。如果一颗比太阳还重的黑洞穿过地球,不要说地球,整个太阳系的轨道都会被它搅得乱七八糟,打击效果堪比《三体》中的光粒,人类不可能注意不到——如果说没发现,那也只可能是人类文明在发现这样的黑洞之前就已经被它摧毁了。
原初黑洞
最近>本文计算发现,对于宇宙中常见的物质,比如花岗岩或铁,只要它们的大小不超过地球半径的1/10,那么材料的强度就可以抵抗引力的拉伸。所以,如果我们在宇宙中发现了密度很低,大小不超过地球半径1/10的小行星,就有可能是原初黑洞导致的空心小行星。
细隧道
除了空心小行星,原初黑洞也可能在地球古老岩石中留下痕迹。如果一颗质量10 22 克的原初黑洞穿过地球,那它可能会在刚性物体中留下一条直径大约0.1微米的隧道。
不用怕,这样的原初黑洞穿过人体的概率非常低,就算它真的穿过人体,因为相对速度很高,反而造成的破坏很小,这样的隧道太细了,不会对我们的身体产生什么影响。但如果真的观测到这样的细隧道,就说明原初黑洞可能真的存在。
研究人员计算发现,平均来说,每10亿年能在10平方米的截面积上留下0.000001个这样的隧道。研究人员表示,这样的概率对于寻找暗物质来说是可以接受的。或许我们可以放置一些大面积的金属板,用显微镜在上面找直径1微米左右的隧道,用这种方式来寻找暗物质的可能——原初黑洞。
疯狂的想法,无奈的现状
不管是认为黑洞已经穿过了地球,还是认为这样低的概率可以接受。究竟是人性的扭曲,还是道德的沦丧,让物理学家产生了这样疯狂的想法?其实,全都是被暗物质逼的。
在天文学家的眼中,不论是为了解释邻近星系的旋转速度,还是为了解释整个宇宙的演化过程,暗物质早已成了不可或缺的一环。我们无法通过电磁波观测到这种物质,却能几乎在所有地方观测到它的引力影响。所以,这种看不见,但又有引力作用的物质究竟是什么,是物理学家最关心的问题之一。
直到最近几年之前,物理学家还只将探索的重点集中在大质量弱相互作用粒子(Weakly interacting massive particles,WIMP)上。这是一类假想中的粒子,它们与当前粒子物理标准模型基本兼容,并且可以很自然地解释宇宙中暗物质的比例。物理学家设计了大量实验来寻找可能存在的WIMP,比如我国的PandaX实验和意大利的XENON实验,他们都是用液氙来寻找暗物质。暗物质如果穿过液氙,就有可能诱发液氙闪光。科学家可以根据液氙闪光的次数、频率反过来推测暗物质和氙原子相互作用的概率,这在物理上被称为碰撞截面,反映暗物质与其他物质相互作用的强度。随着技术的不断进步,这些实验并未能探测到WIMP的存在,这使得物理学家不得不考虑暗物质的其他可能候选者,其中原初黑洞就是其中之一。
原初黑洞的探索之路注定坎坷,但物理学家们并没有放弃。他们相信,只要有一丝希望,就值得去探索。毕竟,暗物质的谜团已经困扰了物理学界数十年,是时候揭开它的面纱了。
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