當(dāng)一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)于月球千分之一，事件視界的直徑不到1微米的原初黑洞穿過你的身體，后果可不是一個(gè)小傷口那么簡(jiǎn)單：這枚微型黑洞的巨大引力可以讓你瞬間死亡。

　　撰文 | 亞伯拉罕·洛布（Abraham Loeb）

　　翻譯 | 洪藝瑞

　　審校 | 吳非

　　有科學(xué)家認(rèn)為，在宇宙誕生之初，宇宙視界尺度上的輻射密度顯著提升，一些密度極高的區(qū)域可能發(fā)生引力坍縮，最終坍塌形成黑洞。

　　但我們實(shí)際觀測(cè)到的宇宙微波背景輻射的強(qiáng)度變化，一般僅為形成黑洞所需要的變化的十萬分之一。目前，這種輻射強(qiáng)度的變化只能在較大的空間尺度內(nèi)被觀測(cè)到。而在很小的尺度下，由于更高能的新物理的存在，可以發(fā)生更大幅度的強(qiáng)度變化。盡管現(xiàn)有的宇宙學(xué)數(shù)據(jù)僅僅表明這種現(xiàn)象存在理論上的可能性，但暗物質(zhì)的存在讓我們有額外的理由去認(rèn)真考慮這種假說。

　　宇宙中的物質(zhì)主要為暗物質(zhì)。盡管多年來，科學(xué)家一直嘗試在宇宙中或?qū)嶒?yàn)室里捕捉暗物質(zhì)粒子的蹤影，但是目前這方面仍然毫無進(jìn)展。而原初黑洞（Primordial black holes， PBHs）或許就是一種暗物質(zhì)候選粒子。天體物理學(xué)研究表明，質(zhì)量太高或者太低的原初黑洞都不可能是暗物質(zhì)，但如果它的質(zhì)量介于月球質(zhì)量的十億分之一到千分之一之間，或者說與一顆直徑為1~100千米的小行星的質(zhì)量相當(dāng)，那么它就有可能是暗物質(zhì)。

　　6600萬年前，也正是這樣一顆小行星撞擊地球，讓（非鳥類）恐龍和地球上近3/4的其他物種走向滅絕。這是一次發(fā)人深省的生物大滅絕事件，它提醒著我們即便是遙不可及的天空，也可能是災(zāi)難的源頭。為了防止此類事件再次發(fā)生，我們可以通過搜尋由小行星表面反射的日光，來探測(cè)可能到達(dá)地球的小行星。2005年，美國(guó)國(guó)會(huì)就曾要求美國(guó)航空航天局找出90%的直徑超過140米，可能對(duì)地球造成威脅的天體，而當(dāng)時(shí)造成恐龍滅絕的希克蘇魯伯小行星的直徑約為10千米。

　　在這一目標(biāo)的指引下，“泛星計(jì)劃”（Pan STARRS）天文望遠(yuǎn)鏡和薇拉·魯賓天文臺(tái)（Vera C。 Rubin Observatory）陸續(xù)建成。這些望遠(yuǎn)鏡利用太陽(yáng)幫助我們探索不可見的黑暗地帶，它們可以完成美國(guó)國(guó)會(huì)所要求的2/3的指標(biāo)。如果能夠提前檢測(cè)到朝地球飛來的小行星，那么我們就有機(jī)會(huì)讓它們偏轉(zhuǎn)方向。但不同于這些小行星，原初黑洞不反射日光，所以我們無法用這種方法進(jìn)行探測(cè)。它們的確會(huì)發(fā)出微弱的霍金輻射，但是對(duì)于一個(gè)質(zhì)量為月球百萬分之一以上的天體來說，它們的亮度卻比0.1瓦特的迷你燈泡還要微弱。這種不可見性，是我們擔(dān)憂的原因之一。

　　但更值得思考的或許是：這些由暗物質(zhì)構(gòu)成的原初黑洞，是否會(huì)對(duì)人類構(gòu)成威脅？假如原初黑洞與人類身體接觸，那么這將代表著早期宇宙和近期宇宙的一次偉大會(huì)晤：宇宙大爆炸后1飛秒（10-15秒）內(nèi)產(chǎn)生的不可見物質(zhì)與138億年后才會(huì)產(chǎn)生的智能生命完成了邂逅。盡管如此，你也不會(huì)希望這場(chǎng)“會(huì)面”發(fā)生在自己身上。

　　讓我來解釋為什么。我將主要針對(duì)在允許范圍內(nèi)質(zhì)量較大的原初黑洞進(jìn)行說明，也就是那些質(zhì)量為月球千分之一的黑洞。質(zhì)量更小的原初黑洞雖然更加普遍，但是它們產(chǎn)生的影響也更弱。質(zhì)量為月球千分之一的原初黑洞的視界，僅僅是原子直徑的大約1000倍。

　　有人可能會(huì)想，這樣一個(gè)小物體穿過身體，引起的損傷微乎其微。對(duì)于宇宙線等高能粒子來說的確如此，但對(duì)于原初黑洞來說，情況則完全不同。在原初黑洞強(qiáng)大引力的作用下，我們的身體會(huì)在它穿過時(shí)瞬間坍塌成幾厘米。參照銀河系中暗物質(zhì)暈的速度，一個(gè)典型的原初黑洞的運(yùn)動(dòng)速度約為每秒100千米，它所產(chǎn)生的強(qiáng)大引力將在10微秒內(nèi)持續(xù)拉扯我們的身體。這枚原初黑洞所造成的痛覺，就像是一個(gè)擁有超強(qiáng)吸力的微型吸塵器迅速穿過我們的身體，導(dǎo)致我們的肌肉、骨骼、血管和內(nèi)臟迅速收縮。這種扭曲程度是人類完全無法承受的，并且會(huì)立即引發(fā)死亡。

　　那么，我們?cè)庥鲞@種慘烈事故的概率有多大呢？一個(gè)粗略的計(jì)算或許可以讓你松一口氣。如果上述質(zhì)量的原初黑洞由暗物質(zhì)構(gòu)成，那么在我們的一生中，與原初黑洞相遇的概率大約為1/1026。也就是說，在地球上現(xiàn)居的80億人中，其中一個(gè)人與黑洞相撞的概率大約為1/1016。如果10億年后人口仍然保持在現(xiàn)在的水平，那么從現(xiàn)在到那時(shí)之間，有人與黑洞相撞的概率約為1/109。而在此之后，太陽(yáng)將蒸干地球上所有的海洋，地球也將變得不再宜居。
?

　　即使我們把其他星系中的行星也考慮在內(nèi)，那么在整個(gè)可觀測(cè)的宇宙范圍內(nèi)，最多約有1萬億“人”會(huì)因與原初黑洞相撞而死亡。因此，我們大可放心地假設(shè)，我們中沒有人會(huì)遭受這種滅頂之災(zāi)。在多重宇宙中，考慮的范圍更廣，并且如果存在更加危險(xiǎn)的其他形式的暗物質(zhì)，那死亡人數(shù)或許會(huì)更多。

　　但是，那些處于太陽(yáng)系邊緣，罕見且不可見的天體也可能是原初黑洞，比如假想中的第九行星。在最近的一篇文章中，我和我的學(xué)生阿米爾·西拉杰（Amir Siraj）提出，通過薇拉·魯賓天文臺(tái)觀測(cè)原初黑洞與奧爾特云中的巖石撞擊時(shí)產(chǎn)生的耀斑，我們可以探測(cè)到整個(gè)太陽(yáng)系中的原初黑洞。

　　顯然，人類遭遇其他災(zāi)難（例如小行星撞擊）的風(fēng)險(xiǎn)要比與原初黑洞相撞的概率高得多。在這一點(diǎn)上，恐龍應(yīng)該深有體會(huì)。上述數(shù)據(jù)表明，我們無需為了原初黑洞在夜里輾轉(zhuǎn)難眠，也不必特地升級(jí)我們的醫(yī)療保險(xiǎn)。身處新冠疫情和氣候變化兩大危機(jī)之中，這算得上是自然母親傳遞給我們的好消息，我們應(yīng)該對(duì)此感到高興。

　　關(guān)于作者：

　　亞伯拉罕·洛布是哈佛大學(xué)天文學(xué)系前主任，哈佛和史密森天體物理中心理論與計(jì)算研究所所長(zhǎng)。


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