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一些巧妙的设想可能会解决观测所带来的问题
时间:2018-12-04 11:22  作者:admin  来源:新2网址|皇冠足球比分|皇冠开户网|皇冠投注网址www.yyunw.com青青岛社区育儿论坛  点击:
  几十年来,一群坚定的支持者在不断推动这一观点。20世纪90年代,他们似乎受到了一次致命打击。大质量致密银晕天体(MACHO)实验“训练”了一台望远镜,在大麦哲伦云中观察了当黑洞等物体从一颗恒星前经过时发生的微弱闪烁。他们发现,要找到足够的黑洞来弥补宇宙中的全部暗物质是非常困难的。
 
         最近,来自普林斯顿大学高等研究院的蒂莫西·布兰特(Timothy Brandt)研究了黑洞对密集恒星团的可能作用。这种密集的恒星团被称为球状星团(globular cluster),存在于在银河系周围虚空中隐藏的矮星系中。他的研究还显示,如果黑洞数量太多,这些球状星团就会加热、膨胀并很快死亡。通过在矮星系Eridanus II中代入一个特定球状星团的数值,布兰特证明了只有一小部分暗物质可能以黑洞的形式存在。于是,“黑洞是暗物质”就成为理论家们喜欢提到的另一种奇特想法,但似乎在自然界中不能成立。
 
        考虑到WIMPS探测中经历的困境,似乎有必要重新审视一些较早以前,已经被弃之不用的观点。近期的两篇论文,作者分别是约翰霍普金斯大学的西米恩·伯德(Simeon Bird)和京都大学基础物理学研究所的佐佐木节,他们正是这么做的。
 
  在aLIGO发现的刺激下,他们研究了质量为太阳几十倍的黑洞是否为暗物质的可能性。银河系中很可能有100亿个这样的黑洞,其中距离太阳系最近的可能就在几光年之外。在这些黑洞中,有些会靠近形成“双黑洞”,少数这样的双黑洞可能会被aLIGO探测到。两个研究团队都认为,aLIGO应该每年都能探测到几个到几十个这样的事件;相比通过恒星塌缩等普通方式形成的黑洞,它们将更具有优势。换句话说,如果这些黑洞是银河系中的暗物质,那我们应该已经用aLIGO发现它们了。我们确实也做到了。
 
  细节决定成败。最初出现的原始黑洞是什么样的,这个问题依然悬而未决。一个观点是,它们是在早期宇宙一段短暂的膨胀期(称为“暴胀”)中产生的。膨胀过程中的颠簸和颤抖会使能量集中在密集的团块中,从而为黑洞的形成提供种子。为了让我们能探测到它们,这些黑洞需要以足够近的距离聚集在一起,然后合并,产生引力波。这种情况如何发生,在什么时候发生,将取决于银河系的形状、黑洞质量的紧密程度,以及黑洞的移动速度。合理的假设似乎给出了一个很有希望的答案,但这些依然只是假设。
 
  这些正是在aLIGO的发现之后,该研究领域中充满兴奋之情的表现,任何事情都可能发生。来自MACHO实验和球状星团的观测结果违背了他们的假设,但一些巧妙的设想可能会解决观测所带来的问题。
 
  aLIGO的发现让我回想起在职业生涯中见证过的另一个转变。1991年,宇宙背景探测(COBE)卫星首次测量了宇宙微波背景辐射中的“涟漪”,而宇宙微波背景辐射正是大爆炸所残留的辐射。追逐这些涟漪的过程令人沮丧,似乎很不切实际,然而却持续了超过25年,几乎将宇宙学带入一潭死水。宇宙学本身看起来很难懂,很难有确切的结论,这是一个模糊的学科,虽然能带来很大的满足感和创造性。不过,这些“涟漪”最终还是被发现了,并且为宇宙学注入了许多充满活力的想法,不仅是在天文学领域,还包括粒子物理学。