引力波「世紀發現」或將成揭開暗物質之謎關鍵

OFweek儀器儀錶網訊：今年年初，美國激光干涉引力波天文台（LIGO）和歐洲引力波天文台（VIRGO）的科學家聯合宣布，他們探測到了兩個約為30倍太陽質量的黑洞在13億年前的併合產生的引力波，這一發現被稱為「世紀發現」。

日本京都大學的科學家在7月29日的《物理評論快報》撰文表示，這兩個黑洞或許為原生黑洞（也稱為太初黑洞）而非普通黑洞，如果這一想法獲得後續數據支持，它們將是揭開暗物質之謎的關鍵。

該研究團隊假定，原生黑洞在宇宙間隨機分布。文章主要作者、京都大學的田中貴大（音譯）教授表示：「宇宙誕生之初炙熱稠密，當引力塌縮發生在一些極端稠密的區域時，原生黑洞就形成了。與天體塌縮形成的黑洞相比，它們擁有完全不同的起源。」

他們藉助廣義相對論計算出了目前黑洞併合的頻率，結果發現，這對黑洞若是原生黑洞，並且它們佔據了宇宙所有暗物質質量的千分之一，那麼剛好與LIGO-VIRGO團隊關於併合頻率的觀測數據吻合。

今年年初，約翰霍普金斯大學的西蒙·伯德博士和同事也認為，LIGO偵測到的這兩個黑洞可能並非一般的黑洞，而是原生黑洞。他們表示，這兩個黑洞的質量與一套「暗物質由這些原生黑洞組成」的理論完美吻合，但一直未有足夠證據證明其存在。

學家們表示，如果它們的確是原生黑洞，或許可以回答「暗物質由什麼組成」這一問題。

據悉，這兩個黑洞的併合可能也區別於傳統的黑洞併合，包括其軌道的形狀：原生黑洞可能擁有橢圓形軌道，而普通黑洞的軌道可能為圓形。

LIGO的繼任者愛因斯坦望遠鏡將能看見這兩個黑洞，屆時它或許能提供更加確定的答案。愛因斯坦望遠鏡是第三代引力波探測器的概念設計，其靈敏度是目前設備的100倍。伯德說：「更多的來自LIGO和相關探測器包括歐洲引力波衛星LISA的結果將非常有用。」如後續數據支持這一結論，它或許會成為首個原生黑洞的證據。

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