微小的黑洞可能潜伏在小行星、卫星甚至像我们这样的行星内部

小原始黑洞（PBHs） 是当今天文学和宇宙学的热门话题之一。这些假设黑洞被认为是在Big Bang，由亚原子物质袋致密，以至于它们经历了引力坍缩。

目前，PBH 被认为是暗物质，原始引力波以及物理学中各种问题的解决方案。然而，到目前为止，还没有观察到明确的 PBH 候选者，这导致了我们如何找到这些微型黑洞的建议。

最近的研究表明，主序中子星和矮星的内部可能包含小的 PBH，这些 PBH 正在慢慢消耗它们的气体供应。

在最近的研究，一个物理学家团队扩展了这一想法，包括一种可能检测 PBH 的新途径。基本上，我们可以在行星和小行星等物体内部进行搜索，或者使用大板或金属板来检测 PBH 是否有其经过的迹象。

通过检测这些天体会离开的微通道，科学家们最终可以确认 PBH 的存在，并揭示当今宇宙学中一些最大的谜团。

该研究由台湾国立东华大学的物理学家 De-Chang Dai 进行，该宇宙学和天体物理学教育与研究中心（CERCA） 和 Dejan Stojkovic，物理学家高能物理学和宇宙学小组。

详细介绍他们发现的论文最近发表在网上，正在审查以在该杂志上发表黑暗宇宙的物理学.

自从俄罗斯科学家以来，科学家们几十年来一直对 PBH 着迷伊戈尔·诺维科夫 （Igor D. Novikov） 和雅科夫·泽尔多维奇 （Yakov Zeldovich）在 1966 年预测了它们的存在。他们也是斯蒂芬·霍金，他在 PBH 方面的工作使他在 1974 年突破性地发现黑洞会随着时间的推移而蒸发。

虽然较大和中等大小的黑洞需要比当前宇宙年龄（约 138 亿年）更长的时间才能蒸发，但较小的 PBH 可能已经或可能正在蒸发。

然而，近年来，人们对 PBH 的兴趣经历了复兴，因为它们是暗物质候选者、原始引力波 （GW） 的来源等。就像暗物质一样，它们的存在可能有助于解开一些重大的宇宙学之谜，但尚未得到证实的观测结果。

正如 De-Chang 和 Stojkovic 通过电子邮件告诉 Universe Today 的那样，这就是促使他们提出新型检测方法的原因：

“如果小行星，或者卫星或小行星（小行星）的液态核心被固体外壳包围，那么一个小的 PBH 会相对较快地消耗致密的液态核心（在几周到几个月内）。如果材料足够坚固以承受重力应力，则地壳将保持完整。

因此，我们最终会得到一个空心结构。如果中央的黑洞被喷射（由于与其他物体碰撞），密度将低于具有液态核心的岩石物体的通常密度。

此外，De-Chang 和 Stojkovic 还计算了小 PBH 将产生的引力应力。然后，他们将其与构成行星地壳的材料（如硅酸盐矿物（岩石）、铁和其他元素）的抗压强度进行了比较。他们还考虑了最坚固的制造材料，例如多壁碳纳米管。

“例如，我们发现花岗岩可以支撑半径达地球半径 1/10 的空心结构，”斯托伊科维奇说。“这就是为什么我们应该专注于小行星、卫星或小行星。”

这些计算提供了一种在太空和地球上寻找 PBH 证据的方法。通过观察它们的质量和半径，可以估计它们的密度，从而在我们的太阳系中识别可能的候选小行星、卫星或小行星。

这将使天文学家能够识别潜在的空心物体，以便通过探测器、着陆器和其他机器人太空任务进行后续研究。或者，他们建议构建传感器，通过检测 PBH 的通道来搜索 PBH。斯托伊科维奇说：

“如果一个小的 PBH 穿过一些固体材料，它将留下一条笔直的长隧道，其半径与 PBH 的半径相当。例如，1023 g PBH 应留下半径为 0.1 微米的隧道。这种 PBH 可以具有的 [能量] 很大，但它们沉积到材料中的 [能量] 非常低。事实上，这样的 PBH 甚至可以穿过人体，我们甚至不会注意到，因为人体组织的张力非常低。

通过这种方式，科学家可以扫描我们发现的常见材料（如玻璃或岩石）中的微隧道。同时，De-Chang 和 Stojkovic 说，可以为此目的准备大块抛光金属板。似中微子检测时，这些板片需要被隔离，以便记录其特性的任何突然变化。

“这些 PBH 的预期通量非常小，我们最终可能一无所获，但找到 PBH 的可能回报将是巨大的，特别是因为这样的实验将非常便宜，”Stojkovic 说。

正如 De-Chang 所补充的那样，近年来有人提出，一些原始黑洞可能隐藏在恒星中。斯蒂芬霍金曾经提出这个想法，成为两项研究的基础，一2019 年发布以及去年的另一次。

“还有人提出，原始黑洞可能会辐射伽马射线。银河系暗物质晕中的强伽马射线可以很好地暗示原始黑洞的存在，“De-Chang 说。

“引力微透镜可能是识别原始黑洞的另一种方法。”

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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