大爆炸後最初幾分之一秒內產生的微小原初黑洞，只能解釋一小部分暗物質，最近麻省理工學院物理學家提出，大爆炸後最初十億分之一秒內，宇宙可能還產生帶有大量核電荷的犀牛質量黑洞，它們短短 1 秒鐘便形成並蒸發消失，可能影響第一個原子核形成的時間。
從眼前的電腦到遙遠恆星、星系，我們每看到 1 公斤物質，就有 5 公斤看不見的物質遍布在周圍，這些神秘暗物質雖然也是實體，卻逃開所有直接觀察方法，只透過對可見物體的無形拉力讓人感受其存在。
50 年前，物理學家史蒂芬‧霍金提出暗物質有一部分來自大爆炸後不久就形成的原初黑洞。這些黑洞不是科學家如今探測的那些巨大黑洞，而是直接形成於宇宙暴漲時期超緻密物質區域，坍塌後散布在整個宇宙，牽引著時空暗物質。
現在，麻省理工學院物理學家團隊發現大爆炸產生原初黑洞的同時，似乎還產生其他更小黑洞，後者還具有稱為「色荷」的奇異核物理特性。
在最初十億分之一秒內，宇宙仍充滿尚未結合的自由夸克與膠子，此時形成的任何黑洞都會吞噬不受束縛的粒子，以及被稱為色荷（color charge）的奇異特性──只有未結合的夸克和膠子才帶有的電荷狀態。
研究人員表示，這些超小黑洞一定於大爆炸後十億分之一秒內的夸克-膠子湯形成，質量僅相當於一隻犀牛，尺寸更遠小於單一質子；透過 QCD 理論計算，最小黑洞可能充滿色荷。事實上，根據基本物理定律，它們能包含一個黑洞允許最大數量的任何類型電荷，也就是說，早期宇宙有一小部分進入了這些帶大量色荷的物體。
這些色荷黑洞很快便蒸發消失，但仍有充足時間破壞宇宙第一個原子核形成時的平衡條件，而這種影響質子、中子分布的干擾過程，會在宇宙元素豐度中留下微妙痕跡，未來有天或能被科學家觀察到。
新論文發表在《物理評論快報》（PHYSICAL REVIEW LETTERS。
- ‘Supercharged rhino’ black holes may have formed and died a second after the Big Bang
- Exotic black holes could be a byproduct of dark matter
- Colorful Primordial Black Holes
（首圖來源：pixabay）
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
