「暗物質」是某種類型的「黑洞」嗎？

星系的行為顯示，宇宙的質量遠遠大於我們能夠看到的部分。宇宙質量的85%不知所終。這些神秘「失蹤」的質量來源，被科學家稱為「暗物質」。

針對「暗物質」，著名學者霍金有他自己的看法。他認為，「暗物質」實際上是「太初黑洞」，亦即在宇宙的暴漲過程中自然產生的微型黑洞。

霍金認為，早期宇宙中存在著密度高於平均水平的團塊，這些團塊能夠變成黑洞，並扮演起「暗物質」的角色。

霍金理論的特色是它無需人為地去假設某種我們聞所未聞的新粒子。而且天體物理學家也已經發現，早期宇宙在暴漲過程中確能因量子波動而產生過密區，並最終形成黑洞。

為了驗證這一理論，最近一些天文學家使用昴星團望遠鏡，觀測了鄰近的仙女座星系。

假如霍金的理論是正確的，那麼仙女座星系和我們之間應該充滿著「太初黑洞」。當這些黑洞從恆星前方掠過時，其帶來的微引力透鏡效應，會使仙女座星系中恆星的星光發生特殊的閃爍。

假如我們發現仙女座星系中的星光發生了這種閃爍，那麼就表明正有「太初黑洞」從恆星和我們之間的太空中掠過。而星光變化的時間尺度，應當與「太初黑洞」的質量和運動速度有關。根據銀河系或仙女座星系的自轉曲線可以推知，假如「太初黑洞」就是「暗物質」，那麼它在星際空間中的運動速度大約在每秒200公里左右。

天文學家在總共7小時內，為仙女座星系拍攝了190張連續的照片，發現了至少1000起疑似事件。然而，最終只發現一起事件可能與「太初黑洞」有關。這唯一的一起事件表明，如果「太初黑洞」就是「暗物質」，那麼「暗物質」在宇宙中所佔的質量比重，可能只有原來的0.1%。

這一結果表明，霍金的「太初黑洞」「暗物質」理論並不正確。雖說這唯一的一起事件可能會是一個大發現，是宇宙暴漲製造「太初黑洞」的間接證據。但它本身也有待進一步的證實，有可能只是恆星本身的閃爍而已。

相關論文發表在近日的《自然：天文學》雜誌上。

參考：

Microlensing constraints on primordial black holes with Subaru/HSC Andromeda observations

https://www.nature.com/articles/s41550-019-0723-1

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