神秘的原初黑洞

黑洞是一種非常獨特的星體。根據廣義相對論，大質量的星體會造成強力的時空扭曲。如果時空扭曲太強，就會導致引力坍縮效應形成黑洞，從而連光速都無法逃脫。因此黑洞內部在現有理論下是絕對不可探測的。通常，黑洞是大質量恆星消亡時引力坍縮形成的。

然而還存在一種奇特的原初黑洞(primordial black hole)。這種黑洞不是恆星消亡產生的，而是宇宙大爆炸理論所預言的一種星體。根據大爆炸理論，宇宙最初的能量和密度非常大，很容易在局部區域形成高密度環境，從而引力坍縮形成黑洞。普遍認為，這種原初黑洞質量遠小於一般恆星坍縮形成的黑洞。

原初黑洞在宇宙學和天文學上有重大意義。一方面，原初黑洞與宇宙大爆炸理論息息相關。另一方面，有科學家認為原初黑洞很可能是宇宙中暗物質(dark matter)的一個重要組成部分。還有一點，根據霍金的黑洞蒸發理論，原初黑洞在漫長的宇宙歷史中，可能會逐漸蒸發，並且在徹底消亡前發出強力伽馬射線，因此對黑洞演化理論也有重要意義。

天文學家一直在致力尋找原初黑洞消亡信號。然而，在2018年2月21日，加州大學聖克魯茲分校發布通訊稿稱，該校研究者主導的一個觀測項目使用了目前最先進的費米伽馬射線空間望遠鏡(Fermi gamma-ray space telescope)仍未發現任何原初黑洞的伽馬射線信號。觀測組使用了四年費米望遠鏡數據嘗試找出地球附近的原初黑洞，結果發現觀測得到的伽馬射線源中並沒有原初黑洞的信號。當然，這並不意味著原初黑洞一定不存在。受到費米望遠鏡的觀測精度限制，只有離地球大約0.1光年內的原初黑洞信號可以被探測到，而這只是浩瀚宇宙中的滄海一粟。但即便如此，該觀測也獲得了地球附近原初黑洞蒸發產生伽馬射線的上限。這對現有的理論模型仍然是一個不小的挑戰。神秘的原初黑洞是否真的存在很可能是一個科學上的難解之謎。

文：蕭路 來源：正見網