原初黑洞到底从何而来 线索或在宇宙起源中
黑洞是宇宙中最为神秘的事物之一，它们仿佛是宇宙中的“贪婪瘦子”，体积庞大，吞噬一切从它们身边经过的物质，包括光线。科学家们认为，恒星级质量的黑洞可能源于大质量恒星生命终点的爆发。而小质量黑洞的碰撞合并，以及吞噬气体尘埃等过程，可能产生超大质量黑洞。
你有没有想过，当宇宙最终归于虚空时，那些最早的黑洞是如何诞生的呢？这是一个让科学家们思考了半个多世纪的问题。他们一直在探寻，为何在宇宙早期无法形成足够多的原初黑洞。
最近，《物理批评快报》发表的一篇文章重新审视了原初黑洞的物理起源。文章指出，原初黑洞可能与宇宙膨胀期间的声速扰动有关。那么，原初黑洞究竟从何而来？声速扰动又是如何帮助它们加速形成的呢
原初黑洞是宇宙初期的独特产物，它们的形成机制与常规环境下恒星坍缩形成的黑洞不同。想象一下，那时的宇宙与现在空旷的形态截然不同。早期的宇宙温度极高，物质分布呈现出极其浓密的等离子态。原初黑洞正是在这一时期内形成的。就像在一锅滚烫的热粥里撒上了黑芝麻，那些过于密集的物质区域由于自身引力作用发生坍缩，从而形成原初黑洞。
由于原初黑洞诞生于宇宙早期，经过漫长的热收缩历史演变，其中许多可能已经通过霍金蒸发过程转变为辐射并消散。那些仍然存在的原初黑洞为我们理解宇宙提供了许多重要的启示。例如，原初黑洞被认为是占据宇宙组分四分之一的暗物质的有效候选者。目前正在经历霍金蒸发的原初黑洞可能为伽马射线暴提供合理解释。
近期有一种新的理论观点提出，自2015年以来，引力波激光干涉台（LIGO）捕捉到的黑洞引力波信号可能来自于原初双黑洞合并过程。由于原初黑洞能为宇宙学和天文学观察提供丰富的科学目标，天文学家们一直在努力捕捉这些看不见的天外来客。
早在20世纪60年代，苏联物理学家雅科夫泽尔多维奇和英国物理学家斯蒂芬霍金分别提出了在极早期宇宙中形成原初黑洞的可能性。这一理论在后来的宇宙学研究中得到了广泛探讨。霍金指出，在宇宙刚刚经历大爆炸创生阶段后，某些密集地区的物质可能会因自身引力作用发生坍缩，从而形成原初黑洞，并在宇宙的漫长演化中不断影响宇宙的结构。
那么，这些密集的物质密度分布是如何产生的呢？为了回答这个问题，我们将目光投向了宇宙学的另一个重要话题：宇宙在极早期的物理起源和动力学演化。
目前最主流的宇宙起源假说是由美国宇宙学家阿兰古斯在20世纪80年代提出的暴胀理论。他认为，宇宙出生后迅速进入了一种近乎指数级的加速膨胀阶段。这让宇宙的空间尺度在大爆炸发生后约10-32秒内发生了约1026倍的扩张。形象地讲，这意味着在非常短的时间内，一个氢原子直径大小的空间距离被拉伸到约一光年的尺度。
量子理论认为，真空并不空，而是存在随机的非常小的涨落。这些涨落在产生后很快又会消失，并且涨落幅度很小，因此在一段时间内看似乎并没有实际意义。这被称为真空量子涨落。在暴胀时期，宇宙中极其巨大的真空量子涨落也会被拉伸开去，并在其波长超过某个由宇宙膨胀速度决定的标准时成为实际的物质密度起伏。宇宙膨胀速度越快，这个标准就越小。由此实际机制所形成的宇宙学扰动理论预言了一个奇妙的宇宙微波背景辐射图景。
在基于标准宇宙学模型所建立的扰动理论中，原初黑洞的形成率是非常低的，通常不足以产生令人期待的可观测效应。此外暴胀会抹平这个时代所产生的任何过大扰动要想形成原初黑洞就必须让一些大的扰动存活下来这为在宇宙学和天文学上探寻原初黑洞笼罩上了重重阴影。为了解决这个问题并提高原初黑洞的形成率中国科学技术大学的团队提出了一种全新的原初黑洞形成机制他们指出如果原始宇宙中存在以声速传播的物资密度扰动且形成周期性振荡那么原始密度会产生周期性叠加增加原初黑洞的形成概率这就好像一个小孩在秋千上做下蹲活动当下蹲活动频次为秋千晃动频次的偶数倍时秋千摆动会随之增大一样展现出新的物理学可能性和探索空间巨大无比浩渺无比。。
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