當(dāng)天文學(xué)家使用望遠(yuǎn)鏡回望宇宙中的物體時(shí)，他們看到了一些奇怪的東西，這些物體的光在數(shù)十億年后才到達(dá)地球。很大的黑洞在宇宙還很年輕的時(shí)候就已經(jīng)存在了。 這很奇怪，因?yàn)楦鶕?jù)物理學(xué)家的理解，黑洞需要時(shí)間來吞噬足夠多的周圍物質(zhì)，才能成長(zhǎng)得如此巨大，所以那些黑洞似乎不應(yīng)該有時(shí)間變得如此之大。

芝加哥大學(xué)和加州大學(xué)河濱分校的科學(xué)家們提出了一個(gè)令人驚訝的理論，來解釋在宇宙早期形成神秘的超大質(zhì)量黑洞，這些黑洞可能是在暗物質(zhì)的幫助下形成的。他們將天體物理學(xué)中的兩個(gè)偉大的謎團(tuán)，即早期超大質(zhì)量黑洞和暗物質(zhì)非常巧妙地聯(lián)系在一起。

在宇宙的早期，可見物質(zhì)是以氣體粒子云的形式存在的，這些氣體粒子將成長(zhǎng)為更密集的物體，如恒星和星系。這些云可能會(huì)坍塌并形成一個(gè)種子黑洞，即超大質(zhì)量黑洞的嬰兒階段。然而，科學(xué)家們說，在這種情況下，如果種子以正常速度進(jìn)食，它將沒有足夠時(shí)間成長(zhǎng)為早期宇宙中觀察到的最大規(guī)模黑洞。

但是在這些云層中的普通物質(zhì)旁邊有一個(gè)暗物質(zhì)的光環(huán)，這是一種神秘的物質(zhì)形式，我們可以知道它的存在，因?yàn)樗鼘?duì)宇宙中的可見事物有引力。科學(xué)家們想知道，暗物質(zhì)是否可以作為幫助創(chuàng)造超大質(zhì)量黑洞的一種成分。根據(jù)他們的模擬，如果這些光環(huán)中的暗物質(zhì)粒子相互碰撞，這種活動(dòng)可能使系統(tǒng)的平衡走向崩潰。這是因?yàn)檫@些粒子在碰撞時(shí)可能會(huì)互相傳播熱量，使中心暈不穩(wěn)定。他們還發(fā)現(xiàn)，暗物質(zhì)的碰撞會(huì)耗散光環(huán)的角動(dòng)量，這進(jìn)一步使系統(tǒng)走向崩潰。

這樣的坍縮通常需要很長(zhǎng)的時(shí)間。然而，普通物質(zhì)在光環(huán)中心的存在增加了額外的質(zhì)量，加深了那里的引力勢(shì)能，從而加速了熱量的擴(kuò)散。普通物質(zhì)的存在可以將坍縮的時(shí)間尺度縮短兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這些 "種子"黑洞會(huì)比那些通常由普通氣體塌縮形成的黑洞大得多，就像嬰兒出生時(shí)已經(jīng)重達(dá)100磅。從那里，它可以通過吞噬附近物質(zhì)而開始正常成長(zhǎng)。

科學(xué)家們正在研究這一理論的進(jìn)一步影響，例如我們自己的銀河系和其他許多附近大型星系中超大質(zhì)量黑洞起源。它也可能是關(guān)于暗物質(zhì)本身一個(gè)指示，我們很難直接觀察到暗物質(zhì)粒子之間是否可以相互碰撞，但是如果這個(gè)理論得到證實(shí)，就可以作為它們可以碰撞的證據(jù)。

關(guān)鍵詞： 宇宙 大質(zhì)量黑洞 暗物質(zhì) 科學(xué)