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展示早期宇宙各个方面的插图，包括大爆炸和古代黑洞产生的辐射（图片来源：uux.cn/ESA）

（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站（安德烈·费尔德曼）：根据宇宙学理论，大爆炸可能不是宇宙的开始，该理论表明宇宙可以在收缩和膨胀阶段之间“反弹”。如果这一理论是真的，那么它可能会对宇宙的性质产生深远的影响，包括它最神秘的两个组成部分：黑洞和暗物质。

考虑到这一点，最近的一项研究表明，暗物质可能是由宇宙从最后一次收缩到大爆炸前的当前膨胀阶段过渡期间形成的黑洞组成的。如果这一假设成立，那么未来的引力波天文台可能会探测到黑洞形成过程中产生的引力波，从而为确认这种暗物质产生的情况提供了一种方法。

对星系中恒星运动和宇宙微波背景（大爆炸的余辉）的观测表明，宇宙中约80%的物质是暗物质，一种不反射、吸收或发射光的物质。尽管暗物质丰富，但科学家们尚未确定暗物质是由什么组成的。

在这项新研究中，研究人员探索了一种情况，即暗物质由原始黑洞组成，这些黑洞是由宇宙最后一个收缩阶段发生的密度波动形成的，就在我们现在观察到的膨胀期之前不久。他们于6月在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上发表了他们的发现。

跳跃的宇宙

传统的宇宙观认为，宇宙始于一个奇点，随后是一个短暂的极快膨胀期，称为膨胀。然而，这项新研究背后的作者分析了一种更奇特的理论，即非奇异物质反弹宇宙学，该理论认为宇宙首先经历了收缩阶段。由于物质密度的增加，这一阶段以反弹结束，导致了大爆炸和我们今天观察到的加速膨胀。

在这个反弹的宇宙学中，宇宙收缩到比现在小约50个数量级的大小。反弹后，光子和其他粒子诞生，标志着大爆炸。在反弹附近，物质密度如此之高，以至于物质密度的量子波动形成了小黑洞，使它们成为暗物质的可行候选者。

法国国家科学研究中心（CNRS）的研究主任帕特里克·彼得（Patrick Peter）没有参与这项研究，他在一封电子邮件中告诉《生活科学》杂志：“小的原始黑洞可以在宇宙的早期阶段产生，如果它们不太小，它们因霍金辐射（一种假设的黑洞因量子效应而发射粒子的现象）而衰变的效率将不足以消除它们，所以它们现在仍然存在。”。“它们的重量或多或少相当于一颗小行星的质量，它们可能会对暗物质产生影响，甚至完全解决这个问题。”

科学家们的计算表明，这种宇宙模式的特性，如空间曲率和微波背景，与当前的观测结果相匹配，支持了他们的假设。

为了进一步验证他们的预测，研究人员希望利用下一代引力波天文台。科学家们在他们的模型中计算了黑洞形成过程中产生的引力波的性质，并发现它们可以被即将到来的引力天文台，如激光干涉仪空间天线（LISA）和爱因斯坦望远镜探测到。这些探测可以证实原始黑洞是否确实是暗物质；然而，这两个设施可能需要十多年的时间才能看到曙光。

“这项工作很重要，因为它提供了一种自然的方式来形成小而仍然存在的黑洞，在一个基于通货膨胀的框架之外形成暗物质，”Peter说。“目前，其他工作正在研究恒星周围这种微小黑洞的行为，这可能会在未来找到一种检测它们的方法。”

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