摇光-詹姆斯·韦伯望远镜发现的“不可能”黑洞可能终于有了解释
简介：两个黑洞即将合并成一个的图示。（图片来源：uux.cn/NASA/JPL加州理工学院）（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站
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两个黑洞即将合并成一个的图示。（图片来源：uux.cn/NASA/JPL加州理工学院）
（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站（Paul Sutter）：天文学家长期以来一直对超大质量黑洞感到困惑，这些黑洞似乎是在宇宙最早的时代完全形成的。现在，一篇新的论文表明，这些怪物黑洞可能是在大爆炸的黎明时作为微小的原始“种子”出现的
几乎所有星系的核心都有超大质量黑洞。它们的大小从太阳质量的10万倍到数十亿太阳质量不等。最令人惊讶的是，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的观测表明，这些巨星存在于宇宙黎明的边缘，就在大爆炸后的几亿年，就在第一批恒星和星系开始形成之后。
超大质量黑洞出现得如此之早的挑战是，我们只知道一种形成黑洞的方式：通过大质量恒星的死亡。恒星需要形成、生存、死亡和留下黑洞。然后，他们需要合并和积累新材料，以达到惊人的比例，所有这些都需要在极短的时间内完成。
这种不寻常的情况促使研究人员想出了快速构建巨型黑洞的聪明方法。在提交给《宇宙学与天体粒子物理学杂志》的一篇论文中，研究人员提出了一个激进的解决方案：这些巨大的黑洞可能诞生于令人难以置信的早期宇宙。
在20世纪70年代，斯蒂芬·霍金提出，宇宙可能在大爆炸的最初几分钟自然产生了大量的小黑洞。这些黑洞不会来自恒星的坍缩；相反，它们将直接从早期混沌波动中压缩到高密度的物质和能量中诞生。
霍金认为，这些可能像小行星一样小的黑洞会通过所谓的霍金辐射慢慢溶解，并在当今的宇宙中可见。几十年的调查没有发现这些原始黑洞的任何证据，所以我们知道，如果它们存在，它们一定只占宇宙中所有物质的一小部分。
但这已经足够了：研究人员发现，即使是一小部分原始黑洞也可以在1亿年内生长。如果这些黑洞发现自己处于最密集的物质集合中，它们可能已经积累了足够的物质，在JWST观测到它们的时代达到超大质量状态。
在这种情况下，巨大的黑洞——很可能甚至是银河系中心的黑洞——在第一批恒星和星系形成后不会生长，而是与它们平行生长。在宇宙黑暗时代，也就是星光照耀整个宇宙之前，它们将获得大部分质量。当第一批恒星点燃时，它们会与巨大的怪物共享宇宙。
在这个阶段，这个想法只是一个假设。研究人员建议，这种黑洞生长模型应该被纳入对第一批恒星和星系发展的模拟中，以了解这种情况的真实性。然后，他们可以将这些更真实的黑洞与观测结果进行比较，看看这是否解释了这个谜。
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