“種子”黑洞誕生之謎 _黑洞

超大質量黑洞在早期宇宙中存在一直是個未知之謎
【“種子”黑洞誕生之謎】德國馬克斯普朗克天體物理研究所的天文學家佩德羅蒙特羅（Pedro Montero）根據理論發(fā)現，在早期宇宙中存在著一種巨型氣體云，該類氣體云可通過一種神秘的機制推動一次超大規(guī)模的大爆炸，其規(guī)模僅次于宇宙誕生時的創(chuàng)世大爆炸。而科學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)了超大質量黑洞，這些黑洞可成長到具有數百萬倍或者數十億倍的太陽質量，這一點已經被天文學家證實。但是，沒有人知道這些黑洞為什么會增長得如此之大，以及如此之快。
天文學家此前推測，這些超大質量的黑洞是源于許多微小黑洞的吞并而成長起來的，而微小黑洞的質量僅僅是與恒星級別相當，而事實上，早期宇宙中演化出物質，而后出現星系的時間點上根本不允許出現這些龐然大物，也就是說，從宇宙演化的時間導軌上看，這個時期沒有足夠的的時間聚集超大質量黑洞。所以，這些超大質量黑洞的出現方式可能是通過另一種途徑出現。
目前，天文學家針對這個未解之謎提出了另一種理論：在早期宇宙中存在著“種子”黑洞，而這些“種子”黑洞的由來是：巨型氣體云在其所產生的強大引力作用發(fā)生坍縮，形成了“種子”黑洞，接著這些“種子”黑洞會在這個基礎上變得越來越大，最后形成了超大質量的黑洞。
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，其質量可高達數百萬個太陽，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極為龐大的質量，它們在這個級別的質量下會變得越來越密集，其程度足以引發(fā)核反應。產生的爆炸威力為氣體云提供了一個向外的壓力，可在一定程度上抵消引力過于強大而引發(fā)的自身坍縮。
而接下來會發(fā)生什么，就要取決于該巨型氣體云中所具有的化學成分。比如，重元素，氧和氫，這些元素在垂死的恒星上可推動核反應的速率。根據天文學家計算，如果一個巨型氣體云中所含有的重元素至少是太陽比例的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生的向內拉的力量。其爆炸所產生的能量相當于今天所觀測到的任何超新星電磁能量釋放的100倍以上。
據科羅拉多大學的天文學家米奇伯格爾曼（Mitch Begelman）介紹：我們可以通過未來的觀測來驗證這些理論是否是對的，如果該理論成立，這類能媲美宇宙級的大爆炸足以產生轉瞬即逝的輝光。在今后的天文觀測中，我們的觀測能量足以監(jiān)測到這些事件的痕跡。而根據這個理論，如果巨型氣體云中的重元素的含量較少，不足以提供整個氣體云向外的壓力，這時候自身巨大質量所產生的引力就會處于主導地位，最終整個巨型氣體云就會坍縮成一個“種子”黑洞。但是，由于巨型氣體云中具有極端的高壓和溫度，巨大的爆炸也會釋放出更多的能量，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。
而如果產生對應的反物質，就會發(fā)生湮滅，釋放的電磁能量是目前所觀測到的最強超新星爆發(fā)的一萬倍以上，并以中微子的形式存在。這些粒子很少與普通的物質發(fā)生相互作用，且是看不見的，但是能釋放出超強的能量。而該項研究的發(fā)展方向，天文學家認為如果它們以不同的速率進行旋轉，在將來還會提出不同的巨型氣體云模型。

騰訊科技訊（Everett/編譯）