原始黑洞真的是巨大的引力子吗？

　　保罗·萨特 （ Paul M. Sutter）是纽约州立大学石溪分校和Flatiron研究所的天体物理学家，以及《如何在太空中死亡》一书的作者。他为Space.com的 Expert Voices：观点和见解贡献了这篇文章。

　　天文学家不了解宇宙中最大的黑洞的起源。这些黑洞在宇宙学记录中出现得如此之早，以至于我们可能不得不调用新的物理学来解释它们的出现。

　　一项新的研究提出了一个有趣的起源故事：第一个黑洞不是来自恒星，而是来自成团的超级异乎寻常，超假设性的粒子，被称为引力子，它们能够在大爆炸的最初混沌岁月中幸免于难。

　　有黑洞，然后有大黑洞。宇宙中最大的黑洞，称为“超大质量黑洞”（SMBH），位于宇宙中几乎每个星系的中心。甚至银河系也有一个，是一个质量为400万太阳质量的怪物，被称为射手座A *。

　　在现代宇宙中，巨大的黑洞真是令人赞叹不已，但是在过去的十年中，天文学家已经揭示出恒星和星系刚出现时超大质量的黑洞的存在，当时宇宙还不到十亿年。

　　这很奇怪，因为据我们所知，形成黑洞的唯一方法是通过大量恒星的死亡。当他们死后，他们留下了一个黑洞，其质量比太阳大了几倍。为了达到超级状态，它们必须与其他黑洞合并或消耗尽可能多的气体，从而堆积了数百万个太阳质量，这需要很多时间。

　　在早期宇宙中，恒星本身花费了数亿年的时间才首次出现。据我们所知，第一代恒星和星系旁边是超大质量黑洞。似乎没有足够的时间让这些巨大的黑洞通过通常和惯常的恒星死亡路径形成，因此出现了一些可疑之处。

　　我们要么不了解黑洞生长的天体物理学的基本知识，要么是第一个巨大的黑洞实际上是在更原始，更原始的时代中形成的。但是为了做到这一点，创造那些可能出现的第一个黑洞的物理学必须……很奇怪，很奇怪，它远远超出了已知物理学的当前范围。值得庆幸的是，理论物理学家每天都在努力工作，以远远超出已知物理学的当前范围。一个这样的例子称为超对称性，这是物理学家试图解释粒子世界的某些内部工作原理并预测全新粒子的存在的一种尝试。

　　在超对称中，标准模型的每个粒子都与一个伙伴配对。这种配对的原因是在可能描述自然的数学深处发现了基本的对称性。但是这种对称性被破坏了，因此超对称性伙伴粒子不会简单地在世界范围内漂浮或在我们的粒子对撞机中进入广阔的入口。

　　相反，由于对称性的破坏，伙伴粒子被迫具有难以置信的质量，以至于它们只能出现在宇宙中能量最高的反应中。到目前为止，我们尚未在对撞机实验中找到任何有关超对称伙伴粒子的证据，但我们仍在寻找。

　　在进行搜索的过程中，理论家们花了很多时间研究各种模型和超对称性的可能性。在一个版本中，有一个粒子叫做gravitino。引力子是引力子的超对称配对粒子，引子本身就是承载重力的假想粒子。

　　如果您开始担心所有这些听起来都太假想，那就可以了。gravitino的存在是高度推测性的，并非基于任何现有证据。但是，正如我们将很快看到的那样，某些引力子的模型赋予它们某些非常特殊的属性，这些属性使它们变得成熟，可以播种黑洞的形成。

　　如果要在早期宇宙中制造一些黑洞，则必须克服一些挑战。早在第一批恒星和星系出现之前，我们的宇宙就被辐射所控制：高能量的光淹没了宇宙，围绕着这个事物奔波，并且通常告诉每个人该怎么做。

　　如果要在辐射主导的时代创建一些随机的黑洞，则必须快速进行，因为我们宇宙中的那个时代非常混乱。一旦形成了黑洞，就必须保持它们的生命。黑洞通过称为霍金辐射的量子力学过程蒸发，而小的黑洞可以在消失之前迅速消失，更不用说超大质量了。

　　输入gravitino或该假设粒子的至少一个版本。根据最近在预印本杂志arXiv上发表的一篇研究文章，高能量的早期宇宙本来就具有用引力子填充宇宙的恰好条件。由于它们的独特特性，它们可以快速形成微观的黑洞。

　　随着早期宇宙中时间的流逝，黑洞可能会变得足够大，以至于在屈服于霍金蒸发之前，它们可以充分享受周围的辐射。一旦辐射消失，它们可能足够大，可以继续通过正常的天体物理过程收集物质，为第一个巨大的黑洞提供种子。