“種子”黑洞誕生之謎

“種子”黑洞誕生之謎：巨型氣體云坍縮而成

    據國外媒體報道，德國馬克斯普朗克天體物理研究所的天文學(xué)家佩德羅蒙特羅（Pedro Montero）根據理論發(fā)現，在早期宇宙中存在著(zhù)一種巨型氣體云，該類(lèi)氣體云可通過(guò)一種神秘的機制推動(dòng)一次超大規模的大爆炸，其規模僅次于宇宙誕生時(shí)的創(chuàng )世大爆炸。而科學(xué)家之所以這些巨型氣體云如此地感興趣，是因為在早期宇宙中發(fā)了超大質(zhì)量黑洞，這些黑洞可成長(cháng)到具有數百萬(wàn)倍或者數十億倍的太陽(yáng)質(zhì)量，這一點(diǎn)已經(jīng)被天文學(xué)家證實(shí)。但是，沒(méi)有人知道這些黑洞為什么會(huì )增長(cháng)得如此之大，以及如此之快。

    天文學(xué)家此前推測，這些超大質(zhì)量的黑洞是源于許多微小黑洞的吞并而成長(cháng)起來(lái)的，而微小黑洞的質(zhì)量?jì)H僅是與恒別相當，而事實(shí)上，早期宇宙中演化出物質(zhì)，而后出現星系的時(shí)間點(diǎn)上根本不允許出現這些龐然大物，也就是說(shuō)，從宇宙演化的時(shí)間導軌上看，這個(gè)時(shí)期沒(méi)有足夠的的時(shí)間聚集超大質(zhì)量黑洞。所以，這些超大質(zhì)量黑洞的出現方式可能是通過(guò)另一種途徑出現。

    目前，天文學(xué)家針對這個(gè)未解之謎提出了另一種理論：在早期宇宙中存在著(zhù)“種子”黑洞，而這些“種子”黑洞的由來(lái)是：巨型氣體云在其所產(chǎn)生的強大引力作用發(fā)生坍縮，形成了“種子”黑洞，接著(zhù)這些“種子”黑洞會(huì )在這個(gè)基礎上變得越來(lái)越大，zui后形成了超大質(zhì)量的黑洞。

    位于德國巴伐利亞州慕尼黑北部加興城的馬克斯普朗克天體物理研究所的天文學(xué)家佩德羅蒙特羅（Pedro Montero）和他的同事正在研究如何計算這些巨型氣體云，其質(zhì)量可高達數百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)，并且有可能根據上述理論演變成“種子”黑洞。此外，他們還發(fā)現，巨型氣體云的演變方式不僅僅是坍縮成黑洞，而且還能存在著(zhù)一種引發(fā)強烈爆炸的機制。由于早期宇宙中存在的巨型氣體云有著(zhù)極為龐大的質(zhì)量，它們在這個(gè)級別的質(zhì)量下會(huì )變得越來(lái)越密集，其程度足以引發(fā)核反應。產(chǎn)生的爆炸威力為氣體云提供了一個(gè)向外的壓力，可在一定程度上抵消引力過(guò)于強大而引發(fā)的自身坍縮。

    而接下來(lái)會(huì )發(fā)生什么，就要取決于該巨型氣體云中所具有的化學(xué)成分。比如，重元素，氧和氫，這些元素在垂死的恒星上可推動(dòng)核反應的速率。根據天文學(xué)家計算，如果一個(gè)巨型氣體云中所含有的重元素至少是太陽(yáng)比例的10%以上，那其就能引發(fā)足夠的核反應爆炸并壓倒由引力坍縮而產(chǎn)生的向內拉的力量。其爆炸所產(chǎn)生的能量相當于今天所觀(guān)測到的任何超新星電磁能量釋放的100倍以上。

    據科羅拉多大學(xué)的天文學(xué)家米奇伯格爾曼（Mitch Begelman）介紹：我們可以通過(guò)未來(lái)的觀(guān)測來(lái)驗證這些理論是否是對的，如果該理論成立，這類(lèi)能媲美的大爆炸足以產(chǎn)生轉瞬即逝的輝光。在今后的天文觀(guān)測中，我們的觀(guān)測能量足以監測到這些事件的痕跡。而根據這個(gè)理論，如果巨型氣體云中的重元素的含量較少，不足以提供整個(gè)氣體云向外的壓力，這時(shí)候自身巨大質(zhì)量所產(chǎn)生的引力就會(huì )處于主導地位，zui終整個(gè)巨型氣體云就會(huì )坍縮成一個(gè)“種子”黑洞。但是，由于巨型氣體云中具有的高壓和溫度，巨大的爆炸也會(huì )釋放出更多的能量，這將使得高能光子變成電子對和他們各自所對應的反物質(zhì)。

    而如果產(chǎn)生對應的反物質(zhì)，就會(huì )發(fā)生湮滅，釋放的電磁能量是目前所觀(guān)測到的zui強超新星爆發(fā)的一萬(wàn)倍以上，并以中微子的形式存在。這些粒子很少與普通的物質(zhì)發(fā)生相互作用，且是看不見(jiàn)的，但是能釋放出*的能量。而該項研究的發(fā)展方向，天文學(xué)家認為如果它們以不同的速率進(jìn)行旋轉，在將來(lái)還會(huì )提出不同的巨型氣體云模型。