原始小黑洞是当今天文学和宇宙学研究的热点之一。这些假设的黑洞被认为是在大爆炸后不久形成的，是由亚原子物质的密度过大而导致的，它们经历了引力坍缩。目前，pbh被认为是暗物质的候选者，是原始引力波的可能来源，也是物理学中各种问题的解决方案。然而，到目前为止，原始小黑洞的产物还没有被明确观测到，这导给了我们如何找到这些微型黑洞的建议。
最近的研究或许暗示了在主序中子星和矮星缓慢消耗气体的内部可能含有原始小黑洞。在最近的研究中，一个物理学家团队将这一想法扩展到包括潜在检测多溴联苯的新途径。基本上，我们可以搜索行星和小行星等物体的内部，或者使用大型金属板或板来探测pbh，以寻找它们通过的迹象。通过探测这些天体留下的微通道，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。
这项研究是由国立东华大学的物理学家戴德昌（De-Chang Dai）和美国西储大学的宇宙学和天体物理学教育研究中心（CERCA）以及纽约州立大学布法罗分校高能物理和宇宙学小组的物理学家德扬·斯托伊科维奇（Dejan Stojkovic）共同完成的。详细介绍他们发现的论文最近出现在网上，并正在《黑暗宇宙物理学》杂志上发表。
现在，我们可能会发现原始黑洞，并帮助解开暗物质之谜。来源:欧洲航天局
自从1966年俄罗斯科学家伊戈尔·d·诺维科夫（Igor D. Novikov）和雅科夫·泽尔多维奇（Yakov Zeldovich）预言pbh的存在以来，几十年来科学家们一直对pbh着迷。它们也是斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）的兴趣来源，他对pbh的研究导致了1974年黑洞可以随着时间蒸发的突破性发现。虽然较大和中等大小的黑洞蒸发的时间比目前宇宙的年龄（约138亿年）要长，但较小的pbh可能已经或可能正在蒸发。
然而，对pbh的兴趣近年来经历了复兴，因为它们是暗物质的候选者，是原始引力波（GWs）的来源，等等。像暗物质一样，它们的存在可以帮助解决一些重大的宇宙学谜团，但目前还没有得到证实的观测结果。正如De-Chang和Stojkovic通过电子邮件告诉《今日宇宙》的那样，这促使他们提出了新的检测方法：
“如果一颗小行星、一颗卫星或一颗小行星（小行星）有一个被固体地壳包围的液体核心，那么一个小的PBH会相对较快地（在几周到几个月内）消耗致密的液体核心。如果物质足够坚固，可以承受重力压力，地壳就会保持完整。因此，我们最终会得到一个空心结构。如果中心黑洞被抛出（由于与其他物体碰撞），其密度将低于具有液体核心的岩石物体的通常密度。”
此外，德昌和Stojkovic计算了这些小型原始黑洞的引力。随后，他们将此与组成星球表层的硅酸盐矿物（岩石），铁和其他元素的压缩力相比。他们还考虑到了最坚固的制造材料，例如多壁碳纳米管。
“举个例子，我们发现花岗岩能支撑起半径达地球1/10的空心结构，”Stojkovic说道，“这就是为什么我们应该将目光放在小行星，卫星一类上。”
一则基于超级计算机计算得出的关于宇宙环境的图像显示，原始气体在宇宙环境中直接坍塌，形成了黑洞（图源：Aaron Smith/TACC/UT-Austin.）
这些计算为在太空及地球上寻找原始黑洞的证据提供了途径。那些备选的在太阳系中能被辨认出的小行星及卫星将能够通过观测它们的质量和半径来估计它们的密度。这将使天文学家们能识别潜在的空心物质，以便进行后续的关于探测器，着陆器和其他机械太空任务的研究。
“又或者说，他们建议通过建设传感器来检测原始黑洞的行径。”Stojkovic说，“如果一个小型的原始黑洞通过一些固体物质，那么它将会留下和其半径相当的长而笔直的通道。这样的小型原始黑洞所拥有的力量可以是非常之巨大的，但他们所遗留的物质却是非常浅的。事实上，这样一个原始黑洞能够穿过人类的身体，而我们甚至不会察觉到，因为人的身体组织的张力很小。”
正因如此，科学家们能够扫描那些我们在普通材料上（如玻璃，岩石）发现的微小轨迹。同时，德昌和Stojkovic说，为此，需要制备大量的抛光板，这与中微子的探测相似，这些板需要被隔离，以便记录其性质的突变。“这些原始黑洞的可预测变化是非常之微小的，我们可能最后一无所获，但能够发现一个原始黑洞的回报将是巨大的，特别是随着研究实验变得越来越便宜。”Stojkovic说。
正如德昌补充说道，近年来，一些原始黑洞可能隐匿在群星之中。霍金曾提出过该想法，并成为了两项研究的背景，一项发布于2019年，另一项则发布于去年。“它同样提出了原始黑洞可能散发Gamma射线。强烈的Gamma射线在银河的黑物质光晕中能够成为证明原始黑洞存在的极佳迹象。”德昌说，“使用微引力透镜能成为另一个辨认原始黑洞的方式。”
BY：universetoday
FY：Astronomical volunteer team
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