黑洞的起源是什么，恒星质量黑洞与暗物质之间的联系是什么？(探索分享)

　　黑洞的起源是什么？这个问题怎么与另一个神秘事物——暗物质的本质联系在一起？暗物质占宇宙物质的大部分，但其性质仍然未知。

　　激光干涉仪重力波天文台（LIGO）在过去几年中发现了多个合并的黑洞的引力波探测技术，并与2017年诺贝尔物理学奖获得者基普·索恩（Kip Thorne），巴里·巴里什（Barry Barish）和Rainer Weiss一起纪念了这一物理学奖。授予安德烈亚·盖兹（Andrea Ghez），莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）和罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）的2020年物理学诺贝尔奖庆祝了对黑洞存在的明确确认。因此，了解黑洞的起源已成为物理学的中心问题。

　　意想不到的是，LIGO最近观测到一个2.6恒星质量黑洞候选者（事件GW190814，在Astrophysical Journal Letters 896（2020）2，L44中报道）。假设这是一个黑洞，而不是异常庞大的中子星，它来自何处？

　　恒星质量黑洞特殊引人入胜，因为传统的太阳演化天体物理学无法预料到它们。这样的黑洞可能浮现在早期的宇宙中（原始黑洞），或者被现有中子星“ stars变”。在早于太阳和宇宙岛形成之前，早期宇宙中可能已经形成了一些黑洞。这样的原始黑洞可能构成部分或全部暗物质。如果中子星捕获了原始黑洞，则黑洞会从内部消耗中子星，从而将其转变为恒星质量的黑洞。无论原始黑洞有多小，此过程都会产生大量恒星质量黑洞。其他形式的暗物质也可能在中子星内部积聚，导致其最后坍塌成恒星质量黑洞。

　　发表的一项新研究进行了一项决定性测试，以研究恒星质量黑洞的起源。这项工作是由卡夫利宇宙物理与数学研究所（Kavli IPMU）研究员Volodymyr Takhistov领导的，国际团队包括乔治·M·富勒（George M. Fuller），物理学的杰出教授，大学的天体物理学与空间科学中心主任加州圣地亚哥分校的院士，以及加州大学洛杉矶分校物理与天文学教授亚历山大·库森科（Alexander Kusenko）和Kavli IPMU的访问高级科学家。

　　正如研究所讨论的那样，中子星剩余的“变质”恒星质量黑洞被暗物质（弱小的原始黑洞或粒子暗物质积存）吞噬，应遵循原始宿主中子的质量分布星。由于预期中子星的质量分布将在1.5恒星质量附近达到峰值，因此不太可能是由暗物质与中子星相互作用而产生的较重的恒星质量黑洞。这表明，LIGO探测到的此类事件如果确实构成黑洞，则可能起源于早期的宇宙，从而极大地影响了我们对天文学的理解。将来的观察将使用此测试来调查和识别黑洞的起源。

　　此前，同一国际研究人员团队还证明，小的原始黑洞对中子星的破坏会导致多种多样的观测特征，并且能够帮助我们了解长期存在的天文难题，例如重元素（例如金和铀）的起源以及从银河系中心观测到的511 keV伽玛射线过量。