从一开始暗物质就可能由黑洞组成吗？原始黑洞可能存在吗?

　　一项新的研究表明：暗物质是一种施加引力但不发光的神秘物质，它实际上可能是由宇宙一开始就形成的大量古代黑洞组成的。

　　该结论来自对黑洞与中子星之间两次遥远碰撞产生的引力波或时空波动的分析。

　　分别由华盛顿和路易斯安那州的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）以及意大利比萨附近的处女座干涉仪于2019年检测到了标记为GW190425和GW190814的涟漪。先前的分析表明，涟漪是由黑洞与我们的太阳质量的1.7至2.6倍之间的碰撞以及较小的中子星或较大的黑洞之间的碰撞产生的。

　　但这将使每次碰撞中的物体之一被天体物理学家称为太阳质量黑洞，其质量约为太阳质量。

　　研究的主要作者，加利福尼亚大学洛杉矶分校的沃洛迪米尔·塔克史托夫（Volodymyr Takhistov）说：“质量的黑洞非常神秘，这是常规天体物理学所无法预料的，例如恒星爆炸或超新星会将大颗恒星压碎成黑洞。”安吉利斯在一封电子邮件中告诉Live Science。

　　相反，作者在研究中提出，这些太阳质量黑洞可能是大爆炸期间产生的“原始”黑洞。塔科斯托夫说，它们可能是在中子星被转化成黑洞之后形成的-它们吞噬了原始的黑洞，或者在吸收了某些提议的暗物质之后，产生引力的神秘物质不会与光发生相互作用。

　　原始的黑洞（如果存在的话）很可能在大约137.7亿年前的大爆炸的第一秒内大量产生。它们将具有各种尺寸——最小的将是微观的，最大的将是我们太阳质量的数万倍。

　　计算表明，通过称为霍金辐射的过程发射量子粒子，最小的原子现在已经“蒸发”了，因此，仍然只有质量大于10 ^ 11千克（约为小行星的质量）的原始黑洞存在。

　　一些天体物理学家认为，如果它们确实存在，这些古老的黑洞可能会构成边缘星系的巨大“暗物质”光环。

　　研究人员希望了解他们是否能够区分原始的黑洞和中子星形成的黑洞。中子星是在父核恒星在核聚变反应中用完所有氢而爆炸后留下的超新星的闪烁残留物。

　　据《生活科学》报道，天体物理学家计算出，小于太阳质量约5倍的恒星会坍缩，留下一颗超致密物质的中子星，其质量大致相当于一个城市大小的球体。

　　按照这种理论，某些中子星的引力会不断吸引暗物质的粒子。这项新研究表明，最终它们的引力将变得如此之大，以至于中子星和暗物质将一起坍塌成一个黑洞。

　　该研究提出的另一种选择是，中子星可能吸引了一个原始的黑洞并与之融合，然后该黑洞沉降在中子星的重心处，并从周围的物质中排出，直到只剩下黑洞为止。

　　Takhistov和他的同事认为，从中子星转变而来的黑洞必须遵循与它们起源的中子星相同的质量分布，这取决于其母星的大小。

　　研究作者写道，考虑到这一点，他们查看了迄今为止进行的大约50次重力波检测的数据，发现只有两个GW190425和GW190814涉及质量合适的物体为原始黑洞。

　　该研究不是结论性的：这两次碰撞仍可能涉及所检测到的质量的中子星，或涉及从这些大小的中子星转变而来的黑洞。作者写道，但是理论上说，存在于宇宙中的中子星的质量分布使得这种可能性不大。

　　塔克希斯托夫说：“我们的工作进行了强有力的测试，以了解它们的起源以及与暗物质的关系。” “特别是，该测试表明，黑洞明显重于约1.5个太阳质量，极不可能因中子星的破坏而变‘黑洞’。”

　　这项研究表明，如果是这种情况，则表明原始黑洞可能确实存在，并且它们可能是暗物质的组成部分。

　　Takhistov说，随着进行更多的重力波检测，该方法将变得更加准确：“该测试本质上是统计的，因此收集更多的数据将有助于更好地理解。”