中科大提出宇宙原初黑洞形成新機制
原初黑洞是從宇宙原初時(shí)期遺留下來(lái)的天體遺跡，也是探知極早期宇宙的重要窗口。中科大天文學(xué)系教授蔡一夫領(lǐng)導的粒子宇宙學(xué)青年研究團隊在原初黑洞形成的理論研究中取得了突破，通過(guò)宇宙暴脹時(shí)期的聲速共振效應大大提高了原初黑洞的產(chǎn)生率。相關(guān)論文日前在線(xiàn)發(fā)表于《物理評論快報》。
原初黑洞是指宇宙在極早期由于局域空間的物質(zhì)分布過(guò)于密集，導致直接坍塌形成的黑洞。早在上世紀60年代，物理學(xué)家澤爾多維奇和霍金分別指出了這類(lèi)黑洞的理論可能性。它是宇宙中暗物質(zhì)的候選者之一，可以作為種子黑洞在星系中演化形成超大質(zhì)量黑洞，也可能是產(chǎn)生引力波的一種重要天體。
然而在標準宇宙學(xué)模型中，宇宙空間經(jīng)歷了暴脹的迅速放大之后，會(huì )被拉扯得極為均勻，導致原初黑洞的產(chǎn)生率極低，不足以帶來(lái)令人期待的觀(guān)測效應。這為探測原初黑洞提出了挑戰。
中科大研究團隊提出了一種新的原初黑洞產(chǎn)生機制，利用暴脹時(shí)期的聲速振蕩來(lái)共振放大原初物質(zhì)密度擾動(dòng)，使得原初黑洞的產(chǎn)生率達到天文觀(guān)測可檢驗的水平。
蔡一夫團隊發(fā)現，如果原初宇宙中存在以聲速傳播的物質(zhì)密度擾動(dòng)，且形成周期性振蕩，那么原初密度將發(fā)生周期性疊加，增加原初黑洞的產(chǎn)生幾率。研究還表明，這種新的形成機制可以為一定比例的暗物質(zhì)提供合理的解釋?zhuān)⒂型晃磥?lái)的多信使天文觀(guān)測所檢驗。(徐玢 金莊維)
