原始黑洞(PBHs)的質量

在宇宙初期,輻射密度在宇宙尺度上的顯著性增強,這可能會使一些小區域表現得像一個封閉的宇宙,並封閉在孤立的黑洞坍塌中。在宇宙微波背景(英語:Cosmic Microwave Background,簡稱CMB,又稱3K背景輻射,是宇宙學中「大霹靂」遺留下來的熱輻射。)中觀測到的典型變化,其初振幅比製造黑洞所需的振幅要小10萬倍,但這些變化只能在大空間尺度上所觀察到,雖然現有的宇宙學數據允許各種假設,但由於暗物質的存在,我們有更多的動機去考慮其他假設的可能性。

宇宙中大部分物質都是黑暗的,儘管人們在天空或實驗室中尋找相關基本粒子的特徵,但迄今為止都沒有被發現,原始黑洞(PBHs)可能會產生暗物質,因此各種天體物理會特別排除原始黑洞(PBHs)作為暗物質的可能性,如果它們有分為高低質量的話,這質量範圍大概是在月球質量的十億分之一到千分之一之間,類似於大小在1到100英里之間的小行星。

暗物質是由原始黑洞(PBHs)所組成的

假設原始黑洞(PBHs)在允許的質量範圍內構成了暗物質,它們是否對我們的生命會構成威脅呢?暗物質是由具有月球質量千分之一的原始黑洞(PBHs)所組成的,較小的原始黑洞(PBHs)可能更常見,但它們的作用較弱,而這種原始黑洞(PBHs)的視界僅比一個原子的視界大1000倍。

人們可能會天真地認為讓這麼小的物體通過我們的身體,感覺只會在有限的圓柱形軌跡上造成輕微的傷害,但這卻忽略了重力的長期影響,上述質量的原始黑洞(PBHs)所產生的引力會在它快速通過的過程中讓我們的整個身體縮小幾英吋,而這種拉力是脈衝式的,在銀河系的暗物質中以100英里每秒的速度持續10秒左右,因此產生的疼痛就像一個微型吸塵器以巨大的吸力迅速穿過我們的身體,會使人體骨頭、血管和內臟迅速收縮,劇烈的身體扭曲會造成嚴重的傷害並立即死亡,這樣我們還會小看這小物體的威力嗎?

太陽系能繼續存在10億年嗎?

不過大家也別擔心,如果上述質量的原始黑洞(PBHs)構成了暗物質,那麼原始黑洞(PBHs)在我們一生中會穿過我們身體的機會是微乎其微的,但假設目前的人口數量再持續10億年,不斷膨脹的太陽會蒸發掉地球上的所有海洋,如果我們對其他星系中的恆星進行類似的統計,那麼在整個宇宙的可觀測體積中,會有多達一萬億人可能會被原始黑洞(PBHs)穿過他們的身體而導致死亡,但我們的太陽系能繼續存在10億年嗎?

上述的假設意味著我們不用擔心可能潛伏在銀河系光環中的隱形原始黑洞(PBHs),現今流行病和氣候變化的風險日益迫切到人類的環境,對於大自然的擔憂及警告才是我們應該去注意的問題。

圖片來源:George Peters Getty Images

資料來源:Avi Loeb(June 6, 2021).Death by Primordial Black Hole. Scientificamerican

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