太空探测器“旅行者1号”对暗物质和黑洞的重大发现

暗物质是宇宙中能够产生引力,却无法直接观测到的物质。暗物质占到了宇宙总质量的26.8%,如此多的暗物质,我们对暗物质却知之甚少。

太空探测器“旅行者1号”对暗物质和黑洞的重大发现

黑洞通常被认为是大质量恒星内部停止核燃烧、在自身重量的作用下坍缩形成的一个致密天体,它被认为体积无穷小,但引力超强,凡是落入事件视界之内的物质,都会被黑洞吞噬。光线都无法逃出黑洞,所以我们对黑洞的内部也无法得知。

太空探测器“旅行者1号”对暗物质和黑洞的重大发现

在发现存在暗物质的初期,黑洞被当作一种极为可能的候选体,吸引了众多天文学家的兴趣。不过现在看来,恒星坍缩形成的黑洞不可能是暗物质,而原初黑洞为暗物质的可能性却是存在的。

这些原初黑洞都是微型黑洞,比恒星坍缩形成的黑洞要小的多。

太空探测器“旅行者1号”对暗物质和黑洞的重大发现

在霍金的黑洞辐射理论中,真空中存在着粒子—反粒子对,它们在空间中来回穿梭。如果一对粒子以恰当的距离出现在黑洞附近,那么其中一个粒子可能会跌入黑洞中,而另一个可能以霍金辐射的形式飞离。黑洞越小,温度越高,辐射也就越大。

如果有大量质量非常小的黑洞存在,因为黑洞的温度会非常高,从而释放产生大量正负电子对,那么它们在星际空间应该能够被观测到。

太空探测器“旅行者1号”对暗物质和黑洞的重大发现

太空探测器“旅行者1号”在太空飘荡了41年。

在2012年“旅行者1号”离开太阳系之前,它已经侦测到一些微弱的、持续的正负电子对流量。这和“旅行者1号”离开太阳系之后探测到的流量相近。

计算结果表明,即使它们都来自微小的黑洞,也不会有足够的黑洞占据银河系暗物质的1%以上,而银河系内超新星爆发遗迹已经足够产生所观测到的这些流量。

这项新研究几乎排除了低质量的原始黑洞是暗物质的可能性。


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