科学家预测未来十年或首次观测到原初黑洞爆炸、改写宇宙学认知

IT之家 9 月 14 日消息，来自马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst）的物理学家在最新研究中提出，人类可能在未来十年内观测到黑洞爆炸的现象，其概率超过 90%。

如果这一推测成真，不仅将成为首次直接观测到“霍金辐射”和原初黑洞的证据，还可能彻底改写物理学和宇宙学的基础认知。IT之家查询获悉，相关成果已于当地时间 9 月 10 日发表在《物理评论快报》上（DOI：10.1103 / nwgd-g3zl）。

黑洞通常由大质量恒星坍缩形成，稳定而极其沉重。但物理学家斯蒂芬・霍金在 1970 年提出过另一类假设，即“原初黑洞”（Primordial Black Holes，PBHs），它们可能诞生于大爆炸后不到一秒的宇宙早期阶段。理论上，质量较轻的黑洞温度更高，会逐渐通过“霍金辐射”释放粒子，最终在加速蒸发过程中爆炸。

UMass Amherst 物理学助理教授安德烈亚・塔姆（Andrea Thamm）解释说：“黑洞越轻，它就应该越热，释放的粒子也越多。原初黑洞在蒸发过程中会越来越轻、越来越热，直至爆炸。正是这种霍金辐射能够被我们的望远镜捕捉到。”

目前为止，还没有人直接观测到原初黑洞。合著者、博士后研究员华金・伊瓜斯・胡安（Joaquim Iguaz Juan）表示：“我们知道如何观测这种霍金辐射。凭借现有的望远镜，如果真的看到，它一定来自正在爆炸的原初黑洞。”

图源：Pixabay

传统观点认为，黑洞爆炸极为罕见，或许每 10 万年才会发生一次。但研究团队通过建立一个“暗量子电动力学模型”提出了新的可能性。该模型假设原初黑洞可能带有一种微小的“暗电荷”，从而改变其稳定性。

共同作者、UMass Amherst 助理教授迈克尔・贝克（Michael Baker）指出：“如果原初黑洞形成时携带了少量暗电荷，那么模型预测它会暂时稳定，最终仍然爆炸。结合现有实验数据，我们发现这类爆炸或许不是每 10 万年一次，而是可能每 10 年就能见到一次。”

研究团队的研究生合著者艾登・西蒙斯（Aidan Symons）补充道：“我们认为未来十年内观测到原初黑洞爆炸的概率高达 90%。”不过，贝克也强调：“我们并不是说这十年一定会发生，但这种可能性极高。既然我们已经具备观测这种爆炸的技术，就应该做好准备。”

一旦捕捉到这样的爆炸事件，不仅可验证霍金辐射和原初黑洞的存在，还能提供宇宙中所有亚原子粒子的“完整清单”。这份清单可能包括电子、夸克、希格斯玻色子、暗物质候选粒子，甚至科学界尚未发现的新粒子。

伊瓜斯・胡安表示：“这将是首次直接观测到霍金辐射和原初黑洞，同时也将带来宇宙中所有粒子的最终记录。这会彻底革新物理学，并帮助我们重写宇宙的历史。”