漫畫 | 出道最早的黑洞，只比宇宙誕生晚了幾秒鐘！
我們知道，在宇宙的深處，散布著各種各樣的黑洞。這些黑洞有的大，有的小，可以按照體重分成幾類。
有一種黑洞，重量通常是太陽(yáng)的5~15倍。
這種黑洞是大型恒星死亡后，直接坍縮成的。自打從“娘胎”里出來，它就沒怎么吃過東西，所以從生物學(xué)上講，它是嬰兒肥。
除此之外，還有一種黑洞，重量能達(dá)到太陽(yáng)的100～10萬倍。它肥的原因是……
其實(shí)，沒管住嘴也曾經(jīng)是一個(gè)嬰兒肥。
如果一個(gè)嬰兒肥黑洞的周圍恰好存在很多氣體、很多恒星、或者很多其他嬰兒肥，它的嘴巴就會(huì)失去控制：吃完辣條吃烤雞，吃完廚師吃服務(wù)員，吃完南京路吃外灘，在100多億年中，從一個(gè)小屁孩，吃成一個(gè)大胖團(tuán)。
總而言之，天上的黑洞，一部分是嬰兒肥，一部分是沒管住嘴。天文學(xué)家雖然查不到它們的戶口本，但是對(duì)它們的來歷還是比較有把握的。
可是，2016年2月11日，LIGO實(shí)驗(yàn)宣布，他們通過引力波信號(hào)，探測(cè)到了兩個(gè)黑洞合并。
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這倆黑洞既不屬于嬰兒肥，也不屬于沒管住嘴。因?yàn)槠渲幸粋€(gè)黑洞的質(zhì)量是太陽(yáng)的36倍，另一個(gè)是太陽(yáng)的29倍，合并成連體黑洞后的質(zhì)量是太陽(yáng)的62倍。
于是，天文學(xué)家開始好奇它們是從哪兒來的！
你可能會(huì)問，
它們?yōu)槭裁床粚儆趮雰悍誓兀?/strong>
在嬰兒肥看來，由于恒星的質(zhì)量不可能太大，所以，恒星死后形成的黑洞的質(zhì)量也不可能太大。由此推斷，這倆黑洞顯然不是恒星形成的。
那么，
為什么它們也不屬于沒管住嘴？
于是，引力波成功探測(cè)，給天文學(xué)家出了一個(gè)難題：
這倆黑洞到底是咋形成的呢？
那么，是不是完全沒有辦法解釋這兩個(gè)黑洞的來歷呢？倒也不是！
除了嬰兒肥和沒管住嘴之外，天文學(xué)家還有一種理論。這種理論認(rèn)為，在宇宙大爆炸剛剛發(fā)生的時(shí)候，也就宇宙剛誕生不到1分鐘的時(shí)候，許多原始物質(zhì)就已經(jīng)坍縮成黑洞了。
這種黑洞叫原初黑洞，意思是出道早。
但是，原初黑洞的理論有兩個(gè)致命的bug！第一，也就是最致命的一點(diǎn)，原初黑洞的產(chǎn)生概率很低。
第二，根據(jù)計(jì)算，這種原初黑洞質(zhì)量的分布范圍非常大。最小的黑洞比人的卵細(xì)胞還要輕，最大的比太陽(yáng)還要重幾千倍。
你看看，原初黑洞產(chǎn)生的概率很低，質(zhì)量又可大可小，你要說剛好產(chǎn)生了兩個(gè)質(zhì)量是太陽(yáng)30倍的黑洞，而且還睡一張床，打死天文學(xué)家也不信。
于是，原初黑洞仍然是一個(gè)令天文學(xué)家頭疼的問題。
2018年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的蔡一夫團(tuán)隊(duì)，在《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表了一篇論文，提出了一種能夠批量形成原初黑洞的新機(jī)制！
他們假設(shè)，在早期宇宙中，物質(zhì)相互擠壓時(shí)產(chǎn)生的“聲波”的速度很不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生周期性的振蕩。在“聲速”振蕩的作用下，物質(zhì)本身的振蕩就會(huì)發(fā)生共振，從而相互疊加，產(chǎn)生大量原初黑洞。這就可以大大提高原初黑洞產(chǎn)生的概率。于是，這個(gè)假設(shè)就解決了原初黑洞理論的第一個(gè)bug！
用蔡一夫教授的話來說，早期宇宙的原始物質(zhì)就像一鍋熱粥，原初黑洞就像熱粥里撒上了一把黑芝麻。
并且，由于物質(zhì)的振蕩會(huì)和聲速的振蕩發(fā)生共振，原初黑洞的質(zhì)量不會(huì)忽大忽小，而是集中在幾個(gè)狹窄的范圍中。這就解決了原初黑洞理論的第二個(gè)bug！
于是，蔡一夫團(tuán)隊(duì)的研究，用一個(gè)代價(jià)很小的假設(shè)，解決了原初黑洞產(chǎn)生比率和質(zhì)量范圍的問題。他們的假設(shè)如果得到證實(shí)，就可能幫助產(chǎn)生引力波的那兩個(gè)黑洞，搞清楚自己的身世！
注：本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)"墨子沙龍"
