天文学家已经在宇宙中观察到三种类型的黑洞。恒星质量黑洞由大质量恒星的坍缩形成,中等质量黑洞存在于某些星团中,超大质量黑洞则潜伏在星系中心。但第四种类型的黑洞仍处于假设阶段,尚未被观测到。

我们能在太阳系中找到原始黑洞吗

它们被称为原始黑洞,人们认为它们是由炽热致密的早期宇宙中的微小波动形成的。由于它们不是由恒星或合并形成的,因此它们的质量可能要小得多。由于质量小,原始黑洞会很小。它们的事件视界会比苹果还小,也许和一粒沙子一样小。你可以明白为什么它们很难找到。

如果它们存在,这些尘埃奇点将是暗物质的完美候选者。这并不是一个新想法。对暗物质的观测已经排除了恒星质量黑洞甚至行星质量黑洞的可能性,但还没有完全排除原始黑洞的可能性。因此,它们是暗物质的一个可能解释,但我们如何证明这一点?arXiv预印本服务器上的一项新研究试图找出答案。

作者首先指出,如果暗物质真的是由原始黑洞组成的,那么它们就必须像暗物质一样聚集在普通物质周围。银河系周围一定有一个由微小黑洞组成的光环,整个太阳系中也一定散布着原始黑洞。

因此,这些微型黑洞的引力应该会以可探测的方式影响行星、小行星和彗星的运动。之前的搜索没有结果,但作者想知道这种影响是否足够显著,可以用我们目前的技术观察到。

因此,他们进行了几次计算机模拟,以计算这种影响的大小。由于单个黑洞的引力非常小,因此该团队研究了附近的黑洞相遇将如何改变太阳系天体的轨道。我们用星历表来描述轨道运动,因此他们使用模拟来确定星历表将如何随时间变化。

他们发现,即使我们用十年的星历表进行观测,原始黑洞的影响也比观测极限小一个数量级。换句话说,即使原始黑洞存在,它们的影响也太小,在我们的太阳系中无法观测到。

虽然结果有点令人失望,但它确实与一些研究相矛盾,这些研究认为目前的观测结果排除了原始黑洞是暗物质的可能性。虽然它们不太可能解决这个宇宙之谜,但它们仍然有潜力。