太空探測器“旅行者1號”對暗物質和黑洞的重大發現

暗物質是宇宙中能夠產生引力,卻無法直接觀測到的物質。暗物質佔到了宇宙總質量的26.8%,如此多的暗物質,我們對暗物質卻知之甚少。

太空探測器“旅行者1號”對暗物質和黑洞的重大發現

黑洞通常被認為是大質量恆星內部停止核燃燒、在自身重量的作用下坍縮形成的一個緻密天體,它被認為體積無窮小,但引力超強,凡是落入事件視界之內的物質,都會被黑洞吞噬。光線都無法逃出黑洞,所以我們對黑洞的內部也無法得知。

太空探測器“旅行者1號”對暗物質和黑洞的重大發現

在發現存在暗物質的初期,黑洞被當作一種極為可能的候選體,吸引了眾多天文學家的興趣。不過現在看來,恆星坍縮形成的黑洞不可能是暗物質,而原初黑洞為暗物質的可能性卻是存在的。

這些原初黑洞都是微型黑洞,比恆星坍縮形成的黑洞要小的多。

太空探測器“旅行者1號”對暗物質和黑洞的重大發現

在霍金的黑洞輻射理論中,真空中存在著粒子—反粒子對,它們在空間中來回穿梭。如果一對粒子以恰當的距離出現在黑洞附近,那麼其中一個粒子可能會跌入黑洞中,而另一個可能以霍金輻射的形式飛離。黑洞越小,溫度越高,輻射也就越大。

如果有大量質量非常小的黑洞存在,因為黑洞的溫度會非常高,從而釋放產生大量正負電子對,那麼它們在星際空間應該能夠被觀測到。

太空探測器“旅行者1號”對暗物質和黑洞的重大發現

太空探測器“旅行者1號”在太空飄蕩了41年。

在2012年“旅行者1號”離開太陽系之前,它已經偵測到一些微弱的、持續的正負電子對流量。這和“旅行者1號”離開太陽系之後探測到的流量相近。

計算結果表明,即使它們都來自微小的黑洞,也不會有足夠的黑洞佔據銀河系暗物質的1%以上,而銀河系內超新星爆發遺蹟已經足夠產生所觀測到的這些流量。

這項新研究幾乎排除了低質量的原始黑洞是暗物質的可能性。


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