天文学家提出一个理论不仅解释了暗物质的存在 而且还解释了宇宙中最大黑洞的出现 - {$web_name} 不只阐释了暗物质的存在

天文学家提出一个理论不只阐释了暗物质的存在 并且还阐释了宇宙中最大黑洞的呈现
（神秘的地球uux.cn报导）据cnBeta：在20世纪70年代，霍金提出，暗物质，即构成宇宙中大多数物质的无形物质，或许是由大爆炸最初时刻形成的黑洞构成。如今，权威胡歌消息三位天文学家提出了一个理论，不只阐释了暗物质的存在，并且还阐释了宇宙中最大黑洞的呈现。
这份探究报表的共同作者、耶鲁大学的天体物理学家普里亚姆瓦达-纳塔拉詹（Priyamvada Natarajan）在一份告示中说："我个人觉得这个想法超级令人兴奋的是，它优雅地将我所从事的两个真正具有考验性的难题，即探测暗物质的性质和黑洞形成与增长统一起来，并一举解决了它们。更重大的是，一些新的仪器，含有方才发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜，可以形成最后评估霍金这个著名概念所需的资料。
暗物质占宇宙中所有物质的80%以上，但它不会以任何方式与光直接互动。青岛环保话题评论 它只是漂浮在巨大的周围，作用星系内的重力。它很轻松让人想到黑洞或许是生产这种难以捉摸东西的缘由。毕竟，黑洞是出了名的黑暗，所以用黑洞填满一个星系，在理论上可以阐释所有对暗物质的观察。不幸的是，在现代宇宙中，黑洞只有在大品质恒星死亡后才会形成，然后在其自身引力的作用下坍塌。所以制造黑洞需要许多恒星，这需要一堆正常物质。科学家们经由对早期宇宙的计算，得知宇宙中有多少正常物质，在那里形成了第一批氢和氦。并且，根本没有足够的正常物质来制造天文学家观察到的所有暗物质。
霍金在1971年提出，解读白敬亭分析黑洞是在大爆炸最初的混乱生态中形成的。在那里，小块的物质可以自发地达到制造黑洞所需的密度，在第一颗恒星闪烁之前就已然充斥着宇宙。霍金提出，这些"原始"黑洞或许是暗物质的来源。尽管这个想法很有趣，但大多数天体物理学家却专注于寻找一种新的亚原子粒子来阐释暗物质。更重大的是，原始黑洞形成的模型遇到了观测上的难题。假如在早期宇宙中形成了太多的黑洞，它们就会改变早期宇宙剩余辐射的图景，也就是所谓的宇宙微波背景（CMB）。这意味着该理论只有在古代黑洞的数量和大小相当有限的状况下才有效，否则它将与CMB的测量结局相冲突。.
2015年，当激光干涉仪引力波天文台察觉第一对碰撞的黑洞时，这个想法又被重新提起。这两个黑洞比预期的秋季聚焦高考资讯要大得多，阐释其大品质的一种方法是说它们形成于早期宇宙，而不是在垂死的恒星的心中。在新近的探究中，Natarajan、迈阿密大学的Nico Cappelluti和欧洲航天局的Günther Hasinger透彻探究了原始黑洞的理论，探索它们如何阐释暗物质并或许解决其他宇宙学考验。以便经由当下的观测评测，原始黑洞必须在一定的品质范围内。在新的岗位中，探究人员假设原始黑洞的品质大约是太阳品质的1.4倍。他们兴办了一个宇宙模型，用这些相当轻的黑洞取代所有的暗物质，然后他们寻找可以测试（或排除）该模型的观测线索。
探究小组察觉，原始黑洞或许在宇宙中发挥了重大作用，它为第一批恒星、第一批星系和第一批超大品质黑洞（SMBHs）提供了种子。观测结局表明，恒星、星系和SMBHs在宇宙学历史中呈现得相当快，也许快得无法用我们在当今宇宙中观察到的形成和增长过程来阐释。假如原始黑洞真的存在，它们很或许是所有超大品质黑洞形成的种子，含有位于银河系中心的那个。
并且这个理论很简易，不需要用新粒子的动物园来阐释暗物质。这项探究表明，在不引入新粒子或新物理学的状况下，就可以解决现代宇宙学中从暗物质本身的性质到超大品质黑洞的起源等谜团。到当下为止，这个想法只是一个模型，但它是一个可以相对较快地被评测的模型。詹姆斯-韦伯太空望远镜在推迟多年后于圣诞节发射，专门用来回答有关恒星和星系起源的难题。下一代引力波探测器，尤其是激光干涉仪空间天线（LISA），筹备揭示更多有关黑洞的信息，含有原始黑洞。 这两个太空天文台加在一起，应该给天文学家提供足够的信息来拼凑第一批恒星的历程，并或许察觉暗物质的起源。
有关报导：霍金有关大爆炸的最后理论对多元宇宙规模提出了制约
（神秘的地球uux.cn报导）据cnBeta：霍金教授与鲁汶大学的托马斯·赫托格教授兴办探究的有关宇宙起源的最后理论于2018年发表在《Journal of High Energy Physics》上。该理论是在霍金于2018年早些时候去世前提交发表的，它以弦理论为基础，预测宇宙是有限的，且远比当下许多有关大爆炸的理论说得简易。
赫托格教授的岗位得到了欧洲探究理事会的扶持，他在2017年7月霍金教授75岁诞辰之际在剑桥大学举行的一次会议上首次亮相了这一新理论。
现代大爆炸理论预测，我们本地的宇宙是随着一阵短暂的膨胀而呈现的--换句话说，在大爆炸本身之后的一小若干时间里，宇宙以指数的速度膨胀。但是人们普遍觉得，一旦膨胀着手，有些区域的通胀就不会停止。人们觉得，在宇宙的某些区域，量子效应可以使膨胀永远持续下去，所以从整体上看，膨胀是永恒的。这样，我们宇宙的可观测若干就只是一位好客的袖珍宇宙，一个膨胀已然落幕、恒星和星系形成的区域。
“通常的永恒膨胀理论预测，在全球范围内，我们的宇宙就像一个无限的分形，它有着各异的袖珍宇宙的马赛克，被一个膨胀的海洋分开，”霍金在2017年的一次访谈中说道，“当地的物理和化学定律可以从一个袖珍宇宙到另一个袖珍宇宙而有所各异，这将共同形成一个多元宇宙。但我从来都是多元宇宙的影迷。假如多元宇宙中各异宇宙的规模很大或无限大，那么理论就无法得到测试。”
霍金和赫托格在他们的论文中强调，这种将永恒膨胀身为大爆炸理论的说法是失误的。赫托格强调：“有关永恒膨胀的通常说法的难题是，它假设了一个现有的背景宇宙，该宇宙依据爱因斯坦的广义相对论演化并将量子效应视为围绕此的小波动。但是，永恒膨胀的动力学抹去了经典和量子物理学之间的分离。所以，爱因斯坦的理论在永恒膨胀中崩溃。”
“我们预测，我们的宇宙在最大的尺度上是合理平滑和全球有限的。所以它不是一个分形结构，”霍金说道。
霍金和赫托格提出的永恒膨胀理论是基于弦理论得出。他们所使用的方法使用了弦理论中的全息概念，该概念假设宇宙是一个巨大而繁琐的全息图：某些三维空间的物理现实可以在数学上简化为表面上的二维投影。
霍金和赫托格进展了这个全息论概念的一个变种，即在永恒膨胀中投射出时间维度。这使他们得以刻画永恒膨胀而不必依赖爱因斯坦的理论。在新理论中，永恒膨胀被简化为一个在时间着手时定义在空间表面的永恒状态。
赫托格强调：“当我们向后追踪我们的宇宙的演变时，在某一点上我们到达了永恒膨胀的门槛，在那里我们熟悉的时间概念不再有任何价值。”
霍金早期的“无边界理论”预测，假如你回到宇宙的起点，宇宙会像球体一样压缩和退出，但这个新理论代表了离早期岗位的一步。“如今我们说，在我们的过去有一个边界，”赫托格说道。
赫托格和霍金运用他们的新理论得出了有关宇宙全球结构的更可靠的预测。他们预测，在过去的边界上，从永恒膨胀中呈现的宇宙是有限的，这远比永恒膨胀的旧理论所预测的无限分形结构简易。
他们的结局假如被进一步的岗位证实，则将对多元宇宙范式形成深远的作用。霍金强调：“我们并没有沦落到一个单一的、独特的宇宙，但我们的察觉意味着多元宇宙的大幅缩减，进而变成了一个小得多的或许宇宙的范围。”这使得该理论更具预测性和可评测性。
赫托格如今打算在我们的太空望远镜可以触及的较小尺度上探究新理论的作用。他觉得，原始的引力波--时空的涟漪--在永恒膨胀的出口处形成，从而构成了评测该模型的最有期盼的“烟雾弹”。我们的宇宙自始至终都在膨胀，这意味着这种引力波会有很长的波长，在当下LIGO探测器的范围之外。但它们或许会被打算中的欧洲天基引力波观测站LISA听闻或在前方测量宇宙微波背景的评测中目睹。