太初黑洞,质量最小的宇宙黑洞

在宇宙大爆炸时几秒钟内就会迅速形成一个太初黑.洞，太初黑.洞是宇宙中存在时间最短的黑.洞，同时也是质量最小的黑.洞，甚至只有一个质子大小，比原子核还要小，甚至用肉眼无法辨别，由于太初黑.洞是宇宙早期时的产物，因此也被称为"原生黑.洞"。

太初黑.洞

黑.洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。而太初黑.洞并不是由恒星坍塌而形成，与其他黑.洞不同，太初黑.洞是在宇宙刚刚创生时在高压条件下物质紧密结合的产物，而且这种黑.洞质量比其它黑.洞更加小，有时甚至小到连肉眼都无法辨别。太初黑.洞的的尺度甚至比原子核还要小。

据说，太初黑.洞只在宇宙大爆炸之后几微秒内存在，因为宇宙还来不及膨胀，而整个宇宙又充满了光，超高温超高压的情况下，是可能造出小黑.洞的，不过极小，最多吸收几十个光子就蒸发了。对于那些较小质量的原生黑.洞，科学家认为有可能与 暗物质有关，以此来解释暗物质的一些问题。

虽然暗物质被认为是宇宙的主宰，在一定程度上说，其是统治着整个宇宙，我们所能看见的宇宙中的物质仅仅是沧海一粟。但是，探测暗物质并不是通过正常的观测手段，由于暗物质不与电磁力发生相互作用，所以用传统的电磁波天文观测无法发现其存在，只能间接地通过引力效应来推断其存在。研究人员认为：这项新的研究可以帮助科学家更好地了解暗物质到底是什么，我们已经知道其统治着宇宙，却还不知道它到底是什么。太初黑.洞在宇宙学中被认为存在于大爆炸发生后密度较高的时期，也就是处于宇宙加速膨胀的早期阶段。我们目前知道，今天的宇宙诞生于137亿年之前的一次大爆炸。

由于太初黑.洞比目前宇宙恐怖的黑.洞要小很多，其体积甚至比原子核还要小，因此不会将整个恒星吞噬掉，自然也不会把光也掩没了。与此相反，由于太初黑.洞体积太小，与恒星发生碰撞等接触时，会导致恒星表面上出现明显的振动现象。通过观察恒星表面出现异常运动，我们就可以弄清楚在恒星内部正在发生着什么情况。同理，如果一个太初黑.洞穿过一颗恒星中央核结构，我们就可以通过观察其表面的振动来了解恒星内部的相互作用。现在，对于本次研究的科学家而言，可能仅仅只是一个时间的问题。研究人员模拟一个太初黑.洞具有多大体积，才可以使得其与恒星发生接触时造成恒星表面出现明显振动波纹。结果发现，当质量达到一个典型的小行星水平时，才可符合这个要求。

形成

太初黑.洞是当一颗质量相当大的星体之核能耗尽后，残骸质量比太阳质量高3倍的恒星核心会演化成黑.洞，若中子星有伴星，而中子星吸收足够伴星的物质，也能演化成黑.洞。在黑.洞内，没有任何向外力能维持与重力平衡，因此，核心会一直塌缩下去，形成黑.洞。

当物质掉进了事界，纵使以光速计算，也不能再走出来。 爱因斯坦以几何角度把黑.洞解释为空间扭曲的洞，物质随空间而行，如果空间本身就是洞，是没有物质可逃出的。

为了要形成黑.洞，质量越小、物质压缩后的密度就越高 高密度时产生强大的压力与收缩相抗衡 然而比太阳质量还小的黑.洞在现代宇宙中是不可能形成的 但是在宇宙开始膨胀时有很高的密度 查儿多维奇和伊戈尔.诺维科夫在1967年，霍金在1971年都曾设想在宇宙膨胀的早期阶段可以产生黑.洞他们可以有小质量这样的黑.洞就称为太初黑.洞。尺度比原子核小的黑.洞称为太初黑.洞。

太初黑.洞有多大

你可以想象一颗具有十倍太阳质量的恒星。在它的大约十亿年寿命的大部分时间里，该恒星在其中心把氢转化成氦而产生热。释放出的能量会产生足够的压力，以支持该恒星去抵抗自身的引力，这就产生了半径约为太阳半径五倍的物体。从这种恒星表面的逃逸速度大约是每秒一千公里。也就是说，一个以小于每秒一千公里的速度从该恒星表面点火垂直上升的物体，会被恒星的引力场拖曳回到表面上来，而具有更大速度的物体会逃逸到无穷远去。

当恒星耗尽其核能，那就没有东西可维持其向外的压力，恒星就由于自身的引力开始坍缩。随着恒星收缩，表面上的引力场就变得越来越强大，而逃逸速度就会增加。当它的半径缩小到三十公里，其逃逸速度就增加到每秒三十万公里，也就是光的速度。从此以后，任何从该恒星发出的光都不能逃逸到无穷远，而只能被引力场拖曳回来。根据狭义相对论，没有东西可能比光旅行得更迅速。

其结果就是一颗黑.洞：这是时空的一个区域，从这个区域不可能逃逸到无穷远。黑.洞的边界被称作事件视界。它对应于从恒星发出的刚好不能逃逸到无穷远的，而只能停留在施瓦兹席尔德半径处徘徊的光线的波前。施瓦兹席尔德半径为R=2GM/c^2，这里G是牛顿引力常数，M是恒星质量，而c是光速。对于具有大约十倍太阳质量的恒星，其施瓦兹席尔德半径大约为二十公里。

现在有了相当好的观测证据暗示，在诸如称为天鹅X－1的双星系统中存在大约这个尺度的黑.洞。也许还有相当数目的比这小得多的黑.洞散落在宇宙之中。它们不是由恒星坍缩形成的，而是在炽热的高密度的介质的被高度压缩区域的坍缩中产生的。人们相信在宇宙启始的大爆炸之后不久存在这样的介质。这种“太初”黑.洞对我将在这里描述的量子效应具有最大的兴趣。一颗重十亿吨的黑.洞具有10-13厘米的半径，只有一颗中子或质子的尺度。它也许正绕着太阳或者绕着银河系中心公转。

“太初黑.洞”是指在宇宙前期极高的温度和压力下所产生的黑.洞。因为其特殊的形成原因，其质量很小,根据霍金的黑洞辐射定律，质量越小，辐射的能量越高。

太初黑.洞是宇宙大爆炸时几秒内形成的黑.洞，其大小只相当于一个质子，在所有的黑.洞理论中，霍金辐射率与质量成反比。因为这个放射过程逐渐地降低黑.洞的质量。很小质量的黑.洞在其过程中，会出现一种类似于高压放气一样，大量辐射爆发的最后阶段。这个相当于一个氢弹产生数百万吨的爆发力。在当前的宇宙年龄下，即使一个普通黑.洞也不会失去所有的质量。然而，由于原生黑.洞并非由恒星核心崩溃形成，他们可以是任意大小。并且太初黑.洞的生命周期很短，因为其本身能够放出大量的霍金辐射。一个原子大小的太初黑.洞质量大约为10^4KG，温度为6000度。当他进一步蒸发时体积会减小。根据霍金的描述黑.洞最后会在一个爆炸中消失殆尽。