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天文物理学家们提出了关于早期宇宙黑洞的新理论
科技科学
赵朝照
2017-09-02 20:39:46

 加州大学洛杉矶分校的物理学家们提出了关于宇宙中第一个黑洞如何形成的新理论,以及他们在黄金、铂和铀等重元素的生产中可能扮演的角色。

  在天体物理学中,一个长期存在的问题是:宇宙的第一个黑洞是否在大爆炸后不到一秒的时间内出现,或者是在早期恒星死亡的几百万年后才形成的。

  加州大学洛杉矶分校的物理学教授Alexander Kusenko和加州大学洛杉矶分校的研究生埃里克·科特纳(Eric Cotner)开发了一种令人信服的简单的新理论,认为黑洞可以在大爆炸后就不久形成,而早于恒星开始发光之前。天文学家之前曾提出理论说,这些所谓的原始黑洞可以解释宇宙中所有或部分神秘的暗物质的存在根据。新理论的提出,可能对原始黑洞是怎么发展出较重的元素有帮助。

  研究人员开始考虑,宇宙大爆炸后,存在者一个个均匀的能量场遍及早期宇宙各处。科学家们预计这些磁场在遥远的过去就存在了。在宇宙迅速膨胀之后,这个能量场就会分成团块。重力会使这些团块相互吸引,合并在一起。加州大学洛杉矶分校的研究人员提出,这些生长的小块中,有一小部分密度足够大,足以成为黑洞。

  这篇论文表明,用天文观测来寻找这些原始黑洞是有可能的。一种方法是测量恒星亮度的微小变化,这是由地球和恒星之间的原始黑洞的引力效应造成的。今年早些时候,美国和日本的天文学家发表了一篇论文,他们在附近的一个星系中发现了一颗恒星,这颗恒星忽明忽暗,就好像一个原始黑洞在它前面经过。

  在另一项研究中,科研人员提出,太初黑洞可能对形成重元素诸如金,银,铂,铀发挥了重要作

  用。而这些重元素的起源一直是研究人员的一个谜。“科学家知道这些重元素存在,但他们不确定这些元素在哪里形成。

  加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究表明,一个原始黑洞偶尔会与一个中子星发生碰撞,当这种情况发生时,原始黑洞会从内部消耗中子星,这个过程需要大约1万年的时间。随着中子星的缩小,它的旋转速度更快,最终导致起碎裂并飞离,而这些中子丰富的物质碎片可能是中子融合成更重更重的元素的场所。

  然而,中子星捕获黑洞的概率相当低,这与只有一些星系富含重元素的观测相一致。原始黑洞与中子星碰撞产生重元素的理论,也解释了在银河系中心中观测不到的中子星,这是天体物理学中一个长期存在的谜题。

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