探知极早期宇宙:原初黑洞形成的理论研究取得突破!

文章作者:bianji3 | 2018-08-27
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  中国科学技术大学是我国科研人才培育率最高的高校,在高水平学术科研论文高引率中保持全国第一,2018年中科大多次在量子物理学科发表重磅论文,中科大潘建伟院士团队提出了基于人类自由意志、在地球-月球之间开展贝尔不等式检验的方案,发展了GHz亮度的纠缠源和高时间分辨探测系统,实现了超高损耗下的人类自由意志参与的贝尔不等式检验,而最近中科大提出宇宙原初黑洞形成新机制,相关研究成果被国际物理顶级期刊《Physical Review Letter》收录!

  原初黑洞是指宇宙在极早期由于局域空间的物质分布过于密集,导致直接坍塌形成的黑洞。早在上世纪60年代,物理学家泽尔多维奇和霍金分别指出了这类黑洞的理论可能性。它是宇宙中暗物质的候选者之一,可以作为种子黑洞在星系中演化形成超大质量黑洞,也可能是产生引力波的一种重要天体。

  然而在标准宇宙学模型中,宇宙空间经历了暴胀的迅速放大之后,会被拉扯得极为均匀,导致原初黑洞的产生率极低,不足以带来令人期待的观测效应。这为探测原初黑洞提出了挑战。

  中科大研究团队提出了一种新的原初黑洞产生机制,利用暴胀时期的声速振荡来共振放大原初物质密度扰动,使得原初黑洞的产生率达到天文观测可检验的水平。

  蔡一夫团队发现,如果原初宇宙中存在以声速传播的物质密度扰动,且形成周期性振荡,那么原初密度将发生周期性叠加,增加原初黑洞的产生几率。研究还表明,这种新的形成机制可以为一定比例的暗物质提供合理的解释,并有望被未来的多信使天文观测所检验。

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