編者按:
天文學(xué)觀測(cè)在近百年間為暗物質(zhì)的存在積累了豐富證據(jù),然而,暗物質(zhì)的本質(zhì)仍晦暗不明。盡管物理學(xué)家提出了多種新的基本粒子來(lái)解釋暗物質(zhì)的構(gòu)成,但暗物質(zhì)還有可能是黑洞。若是如此,暗物質(zhì)黑洞又從何而來(lái)?我們又如何確認(rèn)或排除暗物質(zhì)黑洞的存在?科學(xué)家正使出重重招數(shù),搜尋暗物質(zhì)黑洞的蛛絲馬跡。
這場(chǎng)遍及全宇宙的大搜捕,正在緊張進(jìn)行中。且看本期《天問(wèn)》專(zhuān)欄,帶你走進(jìn)暗物質(zhì)黑洞的搜捕現(xiàn)場(chǎng)。
撰文 | 鮮于中之(哈佛大學(xué))
責(zé)編 | 呂浩然
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法國(guó)數(shù)學(xué)家拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)在1799年的一篇文章中設(shè)想了一種極端致密的天體,它們具有足以束縛光線的引力。我們無(wú)法直接看到它,猶如一顆“暗星”。在牛頓力學(xué)和光速有限的基礎(chǔ)上,拉普拉斯用這一條簡(jiǎn)單的理論推斷,勾畫(huà)出了黑洞概念的雛型。
40多年后,德國(guó)數(shù)學(xué)家貝塞爾(Friedrich Bessel)試圖用發(fā)光過(guò)于暗弱而無(wú)法觀測(cè)的恒星來(lái)解釋可見(jiàn)恒星的自行(proper motion)。他據(jù)此進(jìn)一步推斷,宇宙中可能存在無(wú)數(shù)的“暗星”,因?yàn)椤百|(zhì)量并沒(méi)有發(fā)光的本性”。這同樣源自牛頓力學(xué)的理論推斷,則為暗物質(zhì)的概念埋下伏筆。
在牛頓力學(xué)的視野內(nèi),“暗星”的存在并不難意料。可是,脫胎于此的黑洞與暗物質(zhì),卻在近百年間為我們帶來(lái)了無(wú)盡困惑。過(guò)去數(shù)十年,對(duì)星系旋轉(zhuǎn)曲線、宇宙微波背景輻射和大尺度結(jié)構(gòu)等的測(cè)量使科學(xué)家們逐漸意識(shí)到,暗物質(zhì)的確存在,但不是普通的天體。構(gòu)成它的基本單元甚至不是我們已知的任何一種基本粒子。因此,暗物質(zhì)如今不再是單純的天文學(xué)問(wèn)題,而成為基礎(chǔ)物理學(xué)的一個(gè)核心疑難。真可謂入之愈深,其見(jiàn)愈奇。
經(jīng)過(guò)多年的觀測(cè)和理論積累,我們已掌握了有關(guān)暗物質(zhì)的許多事實(shí)。我們居然可以知道它們?cè)诳梢?jiàn)宇宙中的總量——以質(zhì)量計(jì),它們有可見(jiàn)物質(zhì)的5倍多;我們知道它們像尋常物質(zhì)一樣,感受萬(wàn)有引力;我們還知道,它們?cè)谟钪嬖缒瓯葘こN镔|(zhì)更易結(jié)成團(tuán)塊,塑造了宇宙中物質(zhì)分布綿延起伏的大尺度結(jié)構(gòu);我們甚至知道,暗物質(zhì)與尋常物質(zhì)的相互作用相當(dāng)微弱。很可能,大量的暗物質(zhì)粒子此刻正從我們身邊穿過(guò)而我們卻渾然不覺(jué):它們不只暗淡無(wú)光,甚至,光線也無(wú)法將它們照亮。
然而,人類(lèi)對(duì)暗物質(zhì)的些許認(rèn)識(shí)仍屬管窺蠡測(cè),未知遠(yuǎn)比已知多的現(xiàn)況也令物理學(xué)家輾轉(zhuǎn)反側(cè)。描寫(xiě)可見(jiàn)世界中基本粒子與相互作用最成功的理論,是粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型。然而大量觀測(cè)實(shí)驗(yàn)告訴我們,暗物質(zhì)肯定不是標(biāo)準(zhǔn)模型中的任何一種粒子。至于這種新粒子究竟是什么,則眾說(shuō)紛紜,遠(yuǎn)無(wú)定論。
這種新粒子具有怎樣的基本性質(zhì),我們也知之甚少。我們不知道構(gòu)成暗物質(zhì)的粒子是玻色子還是費(fèi)米子、也不知道它的質(zhì)量。以我們目前的認(rèn)識(shí),暗物質(zhì)粒子可能的質(zhì)量范圍大得匪夷所思:它可以輕到電子質(zhì)量的億億億分之一,也可以比太陽(yáng)還重。
比太陽(yáng)還重的暗物質(zhì)“粒子”,正是黑洞。黑洞和基本粒子其實(shí)很像:除開(kāi)某些理論細(xì)節(jié)不論,它們都可以用質(zhì)量、自旋、電荷(或其它種類(lèi)的荷)完全刻畫(huà)。只不過(guò),黑洞比基本粒子重得多。
盡管物理學(xué)家提出了各種新的基本粒子來(lái)解釋暗物質(zhì),盡管主流暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)都假設(shè)暗物質(zhì)由某種標(biāo)準(zhǔn)模型之外的粒子構(gòu)成,但我們至今仍無(wú)法完全排除這個(gè)可能性:暗物質(zhì)其實(shí)就是黑洞。作為暗物質(zhì)的黑洞長(zhǎng)什么模樣?它們從何處來(lái)?我們又如何捕捉它們?這篇小文的余下部分將對(duì)這幾個(gè)問(wèn)題略作介紹。黑洞小像
如拉普拉斯所言,黑洞附近的引力場(chǎng)強(qiáng)到光線也無(wú)法逃離。這些光線無(wú)法逃離的區(qū)域,可以被想象成黑洞的“內(nèi)部”。而內(nèi)部與外部的分界,則稱(chēng)為視界。對(duì)于無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞,視界形如球面。不同的黑洞,視界大小各異,性質(zhì)也相差甚遠(yuǎn)。
為了理解這一點(diǎn),只需提到兩個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系。首先,黑洞視界的半徑與其質(zhì)量成正比:黑洞越重,則視界越大。這仿佛合乎直覺(jué),但有異乎尋常之處:由于黑洞的半徑正比于質(zhì)量,所以其“體積”正比于質(zhì)量的立方、其“密度”反比于質(zhì)量的平方。換言之,黑洞越小越致密、越大越“虛胖”。太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,視界的半徑只有三公里左右,其密度比水大億億倍;而一個(gè)十億倍于太陽(yáng)質(zhì)量的大黑洞,密度則比水還小。
其次,黑洞有溫度,會(huì)發(fā)出熱輻射,也就是著名的霍金輻射。黑洞輻射的波長(zhǎng)與其視界的尺寸相當(dāng),所以,越小的黑洞,輻射的波長(zhǎng)越短、能量越高、溫度也越高。由于輻射會(huì)帶走能量,所以,如果沒(méi)有外界物質(zhì)的補(bǔ)充,隨著黑洞的輻射,其質(zhì)量會(huì)不斷減小,最終蒸發(fā)消失。不難理解,越小的黑洞,“壽命”也越短。使用簡(jiǎn)單的熱力學(xué)知識(shí)足以估算,黑洞的壽命正比于其質(zhì)量的立方[1]。
下文將會(huì)介紹,作為暗物質(zhì)的黑洞,必須誕生在宇宙演化的初期。所以,這些黑洞的壽命必須足夠長(zhǎng),才能穩(wěn)定地存活到今天。宇宙如今的年齡大約為一百四十億年。壽命比這更長(zhǎng)的黑洞,質(zhì)量需超過(guò)十億噸,也就是太陽(yáng)質(zhì)量的百億億分之一。
我們無(wú)法直接看到黑洞,只能通過(guò)其他觀測(cè)間接推測(cè)其存在。天文觀測(cè)迄今基本確認(rèn)了兩類(lèi)不同的黑洞。第一類(lèi)比太陽(yáng)重幾倍到幾十倍。天文學(xué)家認(rèn)為這些黑洞很可能是重恒星晚年坍縮而成。第二類(lèi)黑洞則大得多,其質(zhì)量可達(dá)太陽(yáng)的幾十萬(wàn)至幾百億倍,通常稱(chēng)為超大質(zhì)量黑洞,常居于星系的中心。比如,銀河系的中心就有一個(gè)重達(dá)四百萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量的大黑洞。這類(lèi)黑洞的來(lái)源尚無(wú)定論。人們通常認(rèn)為星系中心較小的黑洞通過(guò)不斷吸積周?chē)奈镔|(zhì),可以逐漸長(zhǎng)大成為超大質(zhì)量黑洞。
然而,多種宇宙學(xué)觀測(cè)顯示,如果黑洞是暗物質(zhì)的主要組分,這些構(gòu)成暗物質(zhì)的黑洞就必須另有來(lái)處,而不可求之于恒星坍縮。比如,我們通過(guò)觀測(cè)宇宙微波背景輻射知道,暗物質(zhì)早在宇宙大爆炸后幾十萬(wàn)年里就以迥異于普通物質(zhì)的形態(tài)存在于宇宙中、并演化出了不均勻分布的大尺度結(jié)構(gòu),而第一批恒星則形成于大爆炸一億多年之后。
再如,宇宙中輕化學(xué)元素(氫、氦、鋰)的相對(duì)含量敏感地依賴(lài)于這些元素被合成時(shí)(大爆炸后幾十分鐘之內(nèi))所有重子物質(zhì)的含量。因此通過(guò)對(duì)化學(xué)元素豐度的測(cè)量,就可以推測(cè)大爆炸后幾十分鐘內(nèi)重子物質(zhì)的含量。現(xiàn)有結(jié)果表明,它們的含量明顯低于所有物質(zhì)的含量。因此,如果暗物質(zhì)中有相當(dāng)?shù)谋壤珊诙礃?gòu)成,這些黑洞須誕生于宇宙的極早期。物理學(xué)家稱(chēng)之為“原初黑洞”。原初黑洞降生記
在宇宙極早期,所有物質(zhì)熔融成熾熱的粒子湯。從宇宙微波背景中,我們知道,這團(tuán)宇宙湯在大尺度上相當(dāng)均勻。這里的大尺度,大致指幾百萬(wàn)光年(即千億億公里,約為現(xiàn)今可見(jiàn)宇宙直徑的萬(wàn)分之一)以上的距離[2]。在這均勻的背景上,還有幅度在十萬(wàn)分之一的溫度漲落,反映了宇宙早期各處物質(zhì)密度的微小浮動(dòng)。
另一方面,黑洞的形成往往來(lái)自一團(tuán)致密物質(zhì)的坍縮。只有這團(tuán)物質(zhì)的壓強(qiáng)無(wú)法抵抗萬(wàn)有引力時(shí),它才可能縮成黑洞。在快速膨脹的宇宙早期,這需要物質(zhì)密度的漲落足夠大,以產(chǎn)生足夠強(qiáng)的引力場(chǎng)。它們仿佛遍布宇宙中的小小陷阱,能夠束縛周?chē)奈镔|(zhì),防止它們四散開(kāi)來(lái),從而在局部抵抗宇宙的膨脹。物理學(xué)家稱(chēng)這樣的陷阱為“引力勢(shì)阱”。
引力勢(shì)阱的深度決定了黑洞形成與否。如果足以形成黑洞,其質(zhì)量則取決于勢(shì)阱的空間尺寸。大體上,要形成太陽(yáng)質(zhì)量的原初黑洞,就需要尺寸在數(shù)光年上下的勢(shì)阱。形成更輕的黑洞,所需的勢(shì)阱就更小。與我們對(duì)微波背景輻射的分辨率(幾百萬(wàn)光年)相比,這是極小的尺度。在這樣小的尺度下產(chǎn)生的大漲落,與更大尺度下的小漲落毫無(wú)矛盾。
換言之,宇宙湯中或許有很多致密的“小顆粒”,藏身于微波背景無(wú)法分辨的小尺度下。這些顆粒作為黑洞的種子,最終在自引力的作用下坍縮成原初黑洞。至于如何解釋這些顆粒的來(lái)處,物理學(xué)家則往往求諸暴脹理論(Inflation theory)。如何用暴脹合成原初黑洞的種子,則是另一個(gè)很長(zhǎng)的故事,暫且按下不表。黑洞須向暗處尋
黑洞的性質(zhì)迥異于由基本粒子構(gòu)成的暗物質(zhì)。由于主流的暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)往往假設(shè)暗物質(zhì)由某種基本粒子構(gòu)成,它們對(duì)尋找暗物質(zhì)黑洞就難以奏效。加之,不同質(zhì)量的原初黑洞,性質(zhì)千差萬(wàn)別,所以,對(duì)不同質(zhì)量區(qū)間的原初黑洞,都需要設(shè)法尋找特別的探測(cè)手段。上文提到,暗物質(zhì)黑洞的質(zhì)量須大于十億噸,以保證其壽命比宇宙年齡更長(zhǎng),從而作為暗物質(zhì)穩(wěn)定地存留到今天。
除此以外,我們對(duì)暗物質(zhì)黑洞的質(zhì)量并沒(méi)有更多原則上的限制。實(shí)際上,千百倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞作為暗物質(zhì)也未嘗不可。因此,從十億噸到太陽(yáng)質(zhì)量的上千甚至上萬(wàn)倍,暗物質(zhì)黑洞可能的質(zhì)量范圍就橫跨近20個(gè)數(shù)量級(jí)。
數(shù)十億噸重的黑洞,其壽命幾與宇宙年齡相同。類(lèi)似質(zhì)量的黑洞如果存留到今天,必已接近生命的最后時(shí)刻,并強(qiáng)烈地發(fā)出霍金輻射。這樣的黑洞會(huì)輻射相當(dāng)高能的γ射線,因而其實(shí)不太“暗”。所以,通過(guò)尋找星系際γ射線,就有可能尋見(jiàn)這種黑洞的蹤影。我們對(duì)星系際γ射線的觀測(cè)迄今并未顯示出明顯的異常。這說(shuō)明,如果暗物質(zhì)是黑洞,就要比十億噸重得多才好。
更重的黑洞,霍金輻射也更弱,因此就更暗。要探測(cè)之,就須利用其引力效應(yīng),另辟蹊徑。傳統(tǒng)上,這樣的手段大致有兩類(lèi)。一是引力透鏡,二是考慮黑洞與其它天體在引力作用下的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。引力透鏡探行蹤
物質(zhì)產(chǎn)生引力場(chǎng),而引力場(chǎng)能使光線偏折。到達(dá)地球的遙遠(yuǎn)星光,在途中或許就經(jīng)歷了引力的偏折。如果偏折的效應(yīng)足夠強(qiáng),我們看到的像就有可能被強(qiáng)烈地扭曲。這與光學(xué)透鏡偏折光線的方式非常相似,因此稱(chēng)為引力透鏡。為行文方便,我們稱(chēng)遠(yuǎn)處的光源星系為背景,而稱(chēng)途中產(chǎn)生引力場(chǎng)的物質(zhì)分布為前景。
但是,在這種強(qiáng)引力透鏡效應(yīng)中,扭曲星光的引力場(chǎng)來(lái)自光路上大量暗物質(zhì)形成的團(tuán)塊,其尺寸比整個(gè)星系還要大。這團(tuán)暗物質(zhì)暈的基本構(gòu)成是什么?是黑洞還是某種未知的基本粒子?強(qiáng)引力透鏡效應(yīng)無(wú)法回答。
實(shí)際上,我們更想看到前景中的單個(gè)黑洞對(duì)背景星光的偏折。然而,單個(gè)黑洞周?chē)?chǎng)的強(qiáng)度和尺寸,與整個(gè)星系的暗物質(zhì)暈相比,無(wú)異于滄海一粟,這樣淺小的引力場(chǎng)對(duì)背景星光的偏折,自然極其微弱。要想探測(cè)到這樣微弱的效應(yīng),還需要兩個(gè)巧妙的招數(shù)。
第一個(gè)招數(shù)背后的想法很簡(jiǎn)單:凸透鏡能夠會(huì)聚光線,像點(diǎn)因之而變亮。同理,前景中的引力透鏡雖然小,但也會(huì)略略增強(qiáng)背景星光的亮度。因此,通過(guò)監(jiān)視星光的亮度,可以間接探測(cè)這些“小透鏡”。你或許馬上會(huì)懷疑:我們?nèi)绾沃劳h(yuǎn)鏡中背景星光的亮度經(jīng)過(guò)了前景引力場(chǎng)的放大呢?自然,這無(wú)法從單張照片中看出。
要回答這個(gè)問(wèn)題,需要第二個(gè)招數(shù):前景中充當(dāng)透鏡的黑洞,在引力場(chǎng)中往來(lái)穿梭,飄忽不定。在遠(yuǎn)處星光奔向地球的跑道上,如果某時(shí)恰有一顆黑洞穿過(guò),望遠(yuǎn)鏡中星光的亮度就會(huì)突然增大。而當(dāng)黑洞飛走后,星光的亮度又復(fù)原如初。想象玻璃窗上劃過(guò)的一滴水珠:假如你只盯著玻璃上一個(gè)固定的位置看,而水滴在某刻恰好從此劃過(guò),你看到的亮度就會(huì)在這一瞬間發(fā)生變化。
玻璃上的水滴,仿佛透鏡,在扭曲光線的同時(shí),改變了像平面上各點(diǎn)的亮度。
因此,監(jiān)視遠(yuǎn)方星光的亮度隨時(shí)間的短時(shí)間變化,可用來(lái)捕捉前景中的小黑洞。這種效應(yīng)稱(chēng)作微引力透鏡(gravitational microlensing),因?yàn)橥哥R對(duì)背景星光的劈裂只有微角秒的量級(jí)。微引力透鏡是尋找前景中暗弱天體的利器,天文學(xué)家不僅用它來(lái)捕捉黑洞,也用它搜尋各種矮星、中子星,甚至行星。
微引力透鏡事件OGLE-1999-BUL-32光變曲線:橫軸為時(shí)間,縱軸為流量變化。一般微引力透鏡引起的光變長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月左右,而該事件長(zhǎng)達(dá)數(shù)年,所以是一個(gè)黑洞候選體[iii]。
簡(jiǎn)單的計(jì)算表明,微引力透鏡效應(yīng)中,成像亮度變化的時(shí)間范圍正比于黑洞質(zhì)量的平方根。因此,要搜尋更大更重的黑洞,就需要對(duì)背景星光作更長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè);而欲分辨輕小黑洞的身影,就需要足夠快的“快門(mén)”。自然,望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)間不可任意長(zhǎng)、而單張照片的曝光時(shí)間不能任意短。所以,我們通過(guò)微引力透鏡所能監(jiān)視的黑洞質(zhì)量,也有一定的范圍。
幸而,通過(guò)多個(gè)天文觀測(cè)項(xiàng)目多管齊下,我們已能用微引力透鏡監(jiān)測(cè)質(zhì)量范圍很寬的黑洞,從太陽(yáng)質(zhì)量的十萬(wàn)億分之一(即百萬(wàn)億噸)到數(shù)百倍。各種天文觀測(cè)項(xiàng)目,包括MACHO、EROS、OGLE等,迄今收集到了若干微引力透鏡事例。然而,要辨認(rèn)出哪些事例來(lái)自前景的黑洞,而不是其它類(lèi)型的天體,仍是很有挑戰(zhàn)的問(wèn)題。
即使如此,微引力透鏡已為暗物質(zhì)黑洞提供了重要限制。設(shè)若所有的暗物質(zhì)黑洞都有相同的質(zhì)量,目前的微引力透鏡結(jié)果表明,在其能夠監(jiān)測(cè)的質(zhì)量范圍內(nèi),黑洞至多只占所有暗物質(zhì)的百分之一到十分之一左右。天羅地網(wǎng)大搜捕
用引力透鏡密切監(jiān)視暗物質(zhì)黑洞的行蹤之余,物理學(xué)家還在想方設(shè)法直接“捕捉”。
漫布于空中的各種天體,仿佛一張大網(wǎng),為我們守株待兔。通常,可見(jiàn)的天體都浸沒(méi)在巨大的暗物質(zhì)暈中,因而有相當(dāng)?shù)膸茁逝c暗物質(zhì)相遇。設(shè)若暗物質(zhì)由基本粒子構(gòu)成,如物理學(xué)家研究很多的弱作用重粒子(WIMP)、或者質(zhì)量更輕的軸子(axion),它們就很暗,而且還透明。當(dāng)它們穿過(guò)我們的身體時(shí)也完全無(wú)法被覺(jué)察。反之,如果暗物質(zhì)是黑洞,它們就會(huì)更“危險(xiǎn)”。
幸而,由于暗物質(zhì)黑洞比基本粒子重得多,它們?cè)谖覀冎車(chē)姆植家脖厝幌∈璧枚啵驗(yàn)槲覀兇篌w知道周遭暗物質(zhì)的質(zhì)量密度。不過(guò),像中子星、白矮星、或者處于暗物質(zhì)暈中的雙星系統(tǒng),就可能在其漫長(zhǎng)的生命歷程中撞見(jiàn)黑洞,繼而被黑洞摧毀。
比如,當(dāng)小黑洞穿過(guò)白矮星時(shí),其巨大的動(dòng)能將有小部分通過(guò)引力作用轉(zhuǎn)化為白矮星物質(zhì)的熱動(dòng)能,繼而啟動(dòng)白矮星內(nèi)的核反應(yīng)并將其整體引爆。再如,當(dāng)小黑洞撞向并穿越更為致密的中子星時(shí),會(huì)損失更多的動(dòng)能,并最終落入中子星中,從而迅速將后者吞噬。因此,我們觀察到不少白矮星和中子星的事實(shí),本身就意味著宇宙中不能有太多這樣的小黑洞。
另一方面,如果黑洞足夠大,就能高效地吸附并加熱近旁的氣體。這些熱氣體既能改變微波背景輻射的功率譜,也能發(fā)出X射線。因此,對(duì)微波背景和X射線的觀測(cè)可以有效地搜尋超大質(zhì)量黑洞。大質(zhì)量黑洞如何吸積氣體,在理論上仍是困難的問(wèn)題,目前使用的理論模型還有若干值得推敲之處。但即使考慮進(jìn)這些不確定因素,我們目前也相當(dāng)確定,暗物質(zhì)不可能完全由百倍太陽(yáng)質(zhì)量以上的黑洞構(gòu)成。
上文介紹的各種探尋暗物質(zhì)黑洞的方法,都依賴(lài)電磁波信號(hào)。黑洞本身幾乎不發(fā)光,所以這些觀測(cè)都只是間接的手段。LIGO在2015年首次直接探測(cè)到引力波,開(kāi)啟了引力波天文學(xué)的新時(shí)代,從而也提供了搜尋暗物質(zhì)黑洞的全新途徑。
實(shí)際上,LIGO在2015首次觀測(cè)到的引力波信號(hào),就來(lái)自?xún)蓚€(gè)黑洞的碰撞。其中,每個(gè)黑洞的質(zhì)量都在太陽(yáng)的30倍上下,顯著重于以往探測(cè)到的所有恒星級(jí)黑洞。盡管恒星演化等天文學(xué)過(guò)程并非不能造就這樣重的黑洞,這個(gè)結(jié)果還是激起了很多物理學(xué)家的好奇心:它們會(huì)不會(huì)就是構(gòu)成暗物質(zhì)的原初黑洞呢?
LIGO探測(cè)到的這類(lèi)黑洞究竟來(lái)自原初漲落還是恒星演化,今后或許可以通過(guò)測(cè)量更多引力波事例的參數(shù)分布來(lái)回答。無(wú)論答案如何,LIGO目前的結(jié)果都已能夠有效地限制黑洞占暗物質(zhì)的比例。道理很簡(jiǎn)單:從已知的暗物質(zhì)總量和大尺度分布,可以推測(cè)出暗物質(zhì)黑洞兩兩合并的效率。
研究發(fā)現(xiàn),如果所有的暗物質(zhì)都是幾十倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,那么LIGO所探測(cè)到的引力波事例數(shù)應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)際結(jié)果。LIGO并沒(méi)有探測(cè)到如此多的引力波事例,本身就意味著暗物質(zhì)不會(huì)完全由數(shù)十倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞構(gòu)成。
當(dāng)然,這在目前還是相當(dāng)初步的結(jié)果。要作出更精確的限制,還需要更多的引力波事例和更好的理論模型。隨著引力波探測(cè)項(xiàng)目的不斷推進(jìn),我們對(duì)暗物質(zhì)黑洞的理解在可見(jiàn)的未來(lái)會(huì)有相當(dāng)快速的進(jìn)展,究竟有多少黑洞藏身于暗物質(zhì)的神秘領(lǐng)地?黑暗宇宙中還有怎樣的奇?zhèn)ス骞帧⒎浅V^?分曉或許就在眼前。