
卡维里世界物理与数学研讨所(Kavli IPMU)领导的一组研讨人员现已排除了暗物质或许由一毫米巨细的原始黑洞构成的理论。
1974年,物理学家斯蒂芬·霍金描绘了原始黑洞是如安在大爆炸后的几分之一秒内构成的。原始黑洞的质量从一个小点到10万倍太阳都有。相比之下,经过地理观测发现的超大质量黑洞至少在数十万年后才开端构成,其体积是太阳的数百万倍乃至数十亿倍。由于任何巨细的原始黑洞都没有被探测到,它们渐渐的变成了难以捉摸的暗物质的一个风趣的候选者。
就咱们现在所知,重子物质只占世界中一切物质的5%。剩余的要么是暗物质(27%),要么是暗能量(68%),两者都还没有被物理探测到。但研讨人员信任暗物质的存在,由于咱们咱们能够看到它对世界的影响。假定没有暗物质的引力,咱们银河系中的恒星就会土崩瓦解。
为了寻觅黑洞,研讨小组使用了引力透镜效应。引力透镜开始是由阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)解说的,他说,由于恒星和地球之间的一个巨大物体的引力效果,一个悠远物体(如恒星)的图画有或许被歪曲。这个巨大物体的引力就像一个放大镜,能够曲折恒星的光线,使其在地球上的人类观察者看来更亮或更歪曲。
由于恒星、黑洞和地球都在不断地在星际空间中移动,当恒星穿过引力透镜时,对地球上的观察者来说,它会逐步变亮,然后变暗。因而,研讨人员拍照了整个仙女座星系的190张接连图画,这多亏了坐落夏威夷的斯巴鲁望远镜上的超级suprim - cam相机。假如暗物质是由原始黑洞构成,在这种情况下,比月球还轻的黑洞,研讨人员估量会发现1000个引力微透镜事情。
他们经过假定整个星系晕中的暗物质是由原始黑洞构成的,并考虑到仙女座星系中或许遭到原始黑洞影响的恒星数量,最终考虑到他们的设备捕获引力微透镜事情的时机,来核算这一估量。
望远镜拍照了9000万颗恒星。研讨小组花了两年时刻从数据中过滤掉一切的噪声和非引力透镜事情。最终,他们只能识别出一颗亮后变暗的恒星,这表明或许存在一个原始黑洞,这也代表着它们不太或许构成一切暗物质。
尽管如此,关于原始黑洞还有许多东西需求学习。研讨人员仅仅对特定质量的理论进行了批驳:质量与月球类似或小于月球的黑洞。之前的研讨现已排除了其他物质,或许他们能在多大程度上解说暗物质。但仍有或许存在巨细不一的原始黑洞。团队开发的剖析办法能够用于未来的原始黑洞研讨,包含企图确认美国激光干与引力波地理台(LIGO)发现的黑洞是否真的是原始的。