原始黑洞可能已经冻结了早期宇宙

在大爆炸的奇异条件下形成的原始洞可能已经成为它们自己的物质和辐射源。

早期宇宙的标准故事是这样的。当我们的宇宙非常年轻时，它经历了一段令人难以置信的快速膨胀时期，称为暴胀。然后膨胀消失了，并在热大爆炸中用粒子和辐射淹没了宇宙。然后宇宙膨胀并冷却，同时物质和辐射的密度下降。最终，物质聚集在一起，形成了恒星、星系和星团。

但是现在发表在arXiv预印本服务器上的新研究表明，这个简单的故事可能缺少一个关键要素：原始黑洞。目前我们只知道一种可以保证产生黑洞的方法。那是通过大质量恒星的死亡。当它们在生命的尽头坍塌时，它们会达到足够高的密度以压倒所有其他力并引发黑洞的形成。

但早期宇宙可能足够奇特，足以以自己的方式制造黑洞。当暴胀结束、宇宙开始冷却时，这并不是一个平稳而温和的过程。相反，它非常猛烈，能量和质量从一个地方到另一个地方发生了巨大的变化。有可能宇宙中的一些区域自发地达到了足够高的密度，从而可以直接自行形成黑洞，而无需先经历恒星的形成过程。这些就是所谓的原始黑洞。

宇宙学观测已经严格限制了可能存在于早期宇宙中的原始黑洞的数量。但它们仍有存在的空间。一组研究人员撰写了一篇论文，探讨了这些原始黑洞形成的意想不到的后果。

我们从史蒂芬·霍金的著作中得知，黑洞并不完全是黑色的。它们实际上通过称为霍金辐射的奇异量子过程发出一点光。对于正常大小的黑洞，这是一个非常低效的过程。一个典型的黑洞每年大约只会发射一个辐射粒子。但是较小的黑洞会发出更多的辐射。

如果太初黑洞足够小，那么当宇宙还处于婴儿期时，它们就会完全蒸发，不留下任何存在的痕迹。但研究人员发现，这会导致一种奇怪的情况。当这些原始黑洞蒸发时，它们释放出大量的辐射和物质。