现代宇宙中黑洞是如何形成的？充满原始黑洞的宇宙会是什么样子？

　　2016年，LIGO(激光干涉仪引力波观测站)团队宣布首次发现引力波，令世界感到惊讶和高兴，引力波是由数十亿年前两个黑洞的碰撞产生的。

　　伴随着一阵兴奋（以及一些诺贝尔奖），出现了一个奇怪的小惊喜。这些黑洞的质量非常奇特，奇特的程度足以让人发现一种迷人的可能性：LIGO 听到的黑洞碰撞可能是在宇宙不到一秒钟的时间里形成的。

　　我们知道现代宇宙中黑洞是如何形成的。你从一颗星星开始，越大越好。至少八倍的太阳质量应该可以解决问题。然后等待恒星耗尽其所有可用的氢气供应。这应该只需要几千万年的时间。没什么大不了的。

　　然后在它生命的尽头，这颗恒星将在能量的灾难中毁灭自己，超新星爆炸。在爆炸的火焰中，核心的密度可以达到足够强烈的状态，以至于没有任何东西可以抵抗向内的引力。因此，在大部分恒星向外爆炸的同时，它的一小部分会向内坍缩，最终向着湮灭。

　　恒星越大，黑洞也越大，这就是 LIGO 结果如此有趣的原因。这些碰撞黑洞的质量分别是太阳质量的 30 和 35 倍。要制造这么大的黑洞，你要么需要从一个真正可怕的恒星怪物开始——某个地方在太阳质量的 100 倍以北——或者你需要通过许多更小的黑洞的合并来构建它们。

　　当时，这两种情况似乎都不太可能。宇宙中根本不存在那么大的恒星（至少现在是这样），而且合并还不够普遍，无法达到这一点。

　　因此：也许这些黑洞有不同的起源。

　　至少可以说，早期的宇宙是一个疯狂的地方。从那以后，温度和压力闻所未闻。震撼整个宇宙的相变。改写自然法则的变革。

　　当时，如果条件合适，任何旧的气体块都可能自发地自行缩小，形成任何大小的黑洞：从几公斤重到太阳质量的数千倍，以及介于两者之间的任何东西。

　　对于每一位致力于研究这些所谓的原始黑洞问题的理论物理学家来说，至少有一个假设机制可以产生它们，涉及从暴胀理论到碰撞宇宙的所有内容。

　　所以从某种意义上说，原始黑洞很容易解释早期 LIGO 的结果：你只要找到一个理论，让黑洞的大小范围和丰度都在合适的范围内，等几十亿年，你一定会得到合并事件。

　　但如果你想用大爆炸产生的黑洞填充宇宙，他们要做的不仅仅是让 LIGO 唱歌。

　　充满原始黑洞的宇宙会是什么样子？这是一个价值数百万美元的问题，如果我们想检验这个假设，我们需要回答这个问题。

　　一方面，黑洞可能会随机撞击其他物体，通过引力吸引其他物体，并且通常会造成混乱。千克质量的黑洞撞击地球可能引发地震。一个无声的黑洞可能会拉开双星对或破坏整个矮星系。撞击中子星的黑洞可能会引发可怕的爆炸。即使是假设的第九行星也可能是一个不比网球大的黑洞。

　　作为潜在可探测性的一个奖励，黑洞并不完全是 100％ 黑色的：它们可能会通过称为霍金辐射的量子力学过程发出微弱的光。大黑洞根本不发光：我们太阳质量的一倍每年围绕一个光子辐射，需要 10^60 年才能失去所有质量。但是较小的黑洞可以在更短的时间内消失，在此过程中释放出一股能量。

　　爆炸的黑洞可能扰乱了早期的宇宙，改变了元素的丰度或宇宙微波背景的外观。或者它们可能是我们在天空中看到的一些伽马射线爆发的原因。

　　唉，尽管我们做出了种种努力，但我们无法将原始黑洞的存在与我们所看到的宇宙相协调。对于每一个可能的观测途径，原始黑洞都会造成如此多的混乱，以至于我们会注意到。

　　换句话说，尽管很难解释 LIGO 目睹的合并黑洞的质量，但如果你想让一个包含这些黑洞的宇宙成为原始宇宙，那么它可以通过其他方式被探测到。