研究表明，未來 10 年我們有 90% 的可能性看到黑洞爆炸

在未來十年內(nèi)，天文學(xué)家有 90% 的可能性發(fā)現(xiàn)一次深空爆炸，這證實(shí)了幾個長期存在的關(guān)于黑洞——并釋放了存在的每個粒子的完整集合，無論是已知的還是未知的。

這是根據(jù)馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校 （UMass Amherst） 物理學(xué)家的一項(xiàng)新研究得出的，該研究提出，這些爆炸標(biāo)志著宇宙黎明遺留下來的微小黑洞的死亡。

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長期以來，人們認(rèn)為這些事件非常罕見，每 100,000 年左右就會發(fā)生一次潛在的可觀測爆炸。但新的分析表明，它們更為常見，平均每 10 年就會發(fā)生一次潛在的可見爆炸。

當(dāng)它們出現(xiàn)時，我們當(dāng)前的技術(shù)應(yīng)該能夠檢測到它們。出于以下幾個原因，找到一個將對天體物理學(xué)來說是一個巨大的福音：它將首次證實(shí)這種類型的黑洞，以及確定所有黑洞死亡的機(jī)制。

更令人興奮的是，這樣的爆炸應(yīng)該會釋放出來存在的各種基本粒子.這包括我們所知道的所有東西，比如無聊的舊電子和中子，還有我們的“已知未知物”——我們懷疑存在但尚未發(fā)現(xiàn)的東西，比如暗物質(zhì).

到目前為止，最有趣的事情是我們的“未知未知數(shù)”——我們甚至做夢也想不到的粒子。

“我們還將獲得構(gòu)成宇宙中一切的每個粒子的明確記錄，”說Joaquim Iguaz Juan，麻省大學(xué)阿默斯特分校的天體物理學(xué)家?！八鼘氐赘淖兾锢韺W(xué)，幫助我們改寫宇宙的歷史?！?/p>

這些爆炸的概念是首次提出by 物理學(xué)家斯蒂芬·霍金早在 1974 年。盡管黑洞以吸食所有離得太近的東西而聞名，但霍金計(jì)算出，由于量子效應(yīng)，它們實(shí)際上也應(yīng)該發(fā)射粒子。

這種現(xiàn)象被稱為”霍金輻射“，會隨著時間的推移而減少黑洞的質(zhì)量，直到它們完全蒸發(fā)。這種輻射是太微弱而無法檢測，但在最后的死亡陣痛中，它會逐漸發(fā)展成類似超新星的爆炸——而且這種爆發(fā)是可以檢測到的。

這個過程會發(fā)生得非常緩慢，因此恒星質(zhì)量黑洞的死亡將發(fā)生在非常遙遠(yuǎn)的未來.超大質(zhì)量黑洞的壽命會更長。但可能還有另一類，小得多的黑洞，壽命更短。

原始黑洞（PBH） 被認(rèn)為具有小行星規(guī)模的質(zhì)量，而不是太陽。據(jù)推測，它們是在大爆炸，因此有了“原始”綽號。

“黑洞越輕，它應(yīng)該越熱，它發(fā)出的粒子就越多。隨著 PBH 蒸發(fā)，它們變得越來越輕，越來越熱，在失控過程中發(fā)射出更多的輻射，直到爆炸。解釋安德里亞·塔姆 （Andrea Thamm），麻省大學(xué)阿默斯特分校的物理學(xué)家。

下標(biāo)準(zhǔn)型號物理學(xué)上，PBH 的年齡和質(zhì)量表明它們中的大多數(shù)現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)蒸發(fā)了。但該團(tuán)隊(duì)模擬了通過對模型進(jìn)行一些合理的調(diào)整會發(fā)生什么。

它包括一個假設(shè)的、較重的電子版本，研究人員稱之為“暗電子”。這可以為 PBH 提供一種已知黑洞所缺乏的電荷形式。研究發(fā)現(xiàn)，這些變化將暫停他們的霍金輻射一段時間，并推遲宇宙死神的訪問，這意味著我們可能終究不會錯過煙花。

“我們表明，如果原始黑洞形成時帶有少量暗電荷，那么玩具模型預(yù)測它應(yīng)該在最終爆炸之前暫時穩(wěn)定下來。”說邁克爾·貝克，麻省大學(xué)阿默斯特分校的物理學(xué)家。

該團(tuán)隊(duì)計(jì)算出，如果他們的模型正確，那么其中一次爆炸應(yīng)該會在我們當(dāng)前的視野范圍內(nèi)開始伽馬射線天文臺大約每 10 年一次?？吹揭粋€將證實(shí) PBH 的存在，提供霍金輻射的第一個直接證據(jù)，并為我們提供宇宙必須提供的所有基本粒子的完整采樣盒。

該研究發(fā)表在該雜志上物理評論快報(bào).

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