科學(xué)家預(yù)測(cè)未來(lái)十年或首次觀測(cè)到原初黑洞爆炸、改寫宇宙學(xué)認(rèn)知_當(dāng)前關(guān)注

2025-09-14 16:34:19來(lái)源：IT之家

IT之家 9 月 14 日消息，來(lái)自馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校（UMass Amherst）的物理學(xué)家在最新研究中提出，人類可能在未來(lái)十年內(nèi)觀測(cè)到黑洞爆炸的現(xiàn)象，其概率超過(guò) 90%。

如果這一推測(cè)成真，不僅將成為首次直接觀測(cè)到“霍金輻射”和原初黑洞的證據(jù)，還可能徹底改寫物理學(xué)和宇宙學(xué)的基礎(chǔ)認(rèn)知。IT之家查詢獲悉，相關(guān)成果已于當(dāng)?shù)貢r(shí)間 9 月 10 日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上（DOI：10.1103 / nwgd-g3zl）。

(資料圖片僅供參考)

黑洞通常由大質(zhì)量恒星坍縮形成，穩(wěn)定而極其沉重。但物理學(xué)家斯蒂芬?霍金在 1970 年提出過(guò)另一類假設(shè)，即“原初黑洞”（Primordial Black Holes，PBHs），它們可能誕生于大爆炸后不到一秒的宇宙早期階段。理論上，質(zhì)量較輕的黑洞溫度更高，會(huì)逐漸通過(guò)“霍金輻射”釋放粒子，最終在加速蒸發(fā)過(guò)程中爆炸。

UMass Amherst 物理學(xué)助理教授安德烈亞?塔姆（Andrea Thamm）解釋說(shuō)：“黑洞越輕，它就應(yīng)該越熱，釋放的粒子也越多。原初黑洞在蒸發(fā)過(guò)程中會(huì)越來(lái)越輕、越來(lái)越熱，直至爆炸。正是這種霍金輻射能夠被我們的望遠(yuǎn)鏡捕捉到?！?/p>

目前為止，還沒(méi)有人直接觀測(cè)到原初黑洞。合著者、博士后研究員華金?伊瓜斯?胡安（Joaquim Iguaz Juan）表示：“我們知道如何觀測(cè)這種霍金輻射。憑借現(xiàn)有的望遠(yuǎn)鏡，如果真的看到，它一定來(lái)自正在爆炸的原初黑洞?！?/p>

圖源：Pixabay

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，黑洞爆炸極為罕見，或許每 10 萬(wàn)年才會(huì)發(fā)生一次。但研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)建立一個(gè)“暗量子電動(dòng)力學(xué)模型”提出了新的可能性。該模型假設(shè)原初黑洞可能帶有一種微小的“暗電荷”，從而改變其穩(wěn)定性。

共同作者、UMass Amherst 助理教授邁克爾?貝克（Michael Baker）指出：“如果原初黑洞形成時(shí)攜帶了少量暗電荷，那么模型預(yù)測(cè)它會(huì)暫時(shí)穩(wěn)定，最終仍然爆炸。結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)這類爆炸或許不是每 10 萬(wàn)年一次，而是可能每 10 年就能見到一次。”

研究團(tuán)隊(duì)的研究生合著者艾登?西蒙斯（Aidan Symons）補(bǔ)充道：“我們認(rèn)為未來(lái)十年內(nèi)觀測(cè)到原初黑洞爆炸的概率高達(dá) 90%。”不過(guò)，貝克也強(qiáng)調(diào)：“我們并不是說(shuō)這十年一定會(huì)發(fā)生，但這種可能性極高。既然我們已經(jīng)具備觀測(cè)這種爆炸的技術(shù)，就應(yīng)該做好準(zhǔn)備?！?/p>

一旦捕捉到這樣的爆炸事件，不僅可驗(yàn)證霍金輻射和原初黑洞的存在，還能提供宇宙中所有亞原子粒子的“完整清單”。這份清單可能包括電子、夸克、希格斯玻色子、暗物質(zhì)候選粒子，甚至科學(xué)界尚未發(fā)現(xiàn)的新粒子。

伊瓜斯?胡安表示：“這將是首次直接觀測(cè)到霍金輻射和原初黑洞，同時(shí)也將帶來(lái)宇宙中所有粒子的最終記錄。這會(huì)徹底革新物理學(xué)，并幫助我們重寫宇宙的歷史?！?/p>

標(biāo)簽：霍金宇宙學(xué) 黑洞爆炸粒子物理學(xué)領(lǐng)域