黑洞穿过地球的隐秘之旅 未知的震撼 (黑洞穿过地球会怎么样)

科技资讯 2025-01-05 01:45:31 浏览

你是否觉得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。

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,不要说可能会被小行星捕获,如果小行星的核心又是熔岩组成的,那么就可能产生一种情况:小行星中心的熔岩都被核心的原初黑洞吞噬,外层的岩石空壳因为是固体,凭借着自身的强度抵抗着引力向内坍缩的趋势。最终,这颗小行星会变成一颗空心小行星。

论文

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。

在地球上寻找原初黑洞

事情到这里看起来还算常规天文学的范畴,但本文并不满足在太空中寻找原初黑洞,他们甚至想在地球上寻找原初黑洞的痕迹。

原初黑洞很有可能会在宇宙中快速穿梭,如果一颗质量10²²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,反映了暗物质与普通物质的相互作用强度。但随着时间的推移,物理学家们对寻找WIMP的希望越来越小,因为他们迟迟找不到这种粒子的踪迹。

寻找暗物质的难度就在于此,我们无法直接探测到它,只能通过它的引力效应间接推断出它的存在。因此,寻找暗物质就成了一项漫长的、耐心细致的工作。原初黑洞只是众多暗物质候选成分中的一种,它的存在与否,需要通过大量的数据和实验来验证。

如果原初黑洞真的存在,它将为我们打开一扇了解暗物质的新大门。但即使我们最终找不到原初黑洞,它也为我们提供了另一种寻找暗物质的思路,让我们在认识宇宙的道路上不断探索。

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