在宇宙大爆炸時(shí)幾秒鐘內(nèi)就會(huì)迅速形成一個(gè)太初黑.洞，太初黑.洞是宇宙中存在時(shí)間最短的黑.洞，同時(shí)也是質(zhì)量最小的黑.洞，甚至只有一個(gè)質(zhì)子大小，比原子核還要小，甚至用肉眼無法辨別，由于太初黑.洞是宇宙早期時(shí)的產(chǎn)物，因此也被稱為"原生黑.洞"。
太初黑.洞
黑.洞是由質(zhì)量足夠大的恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而死亡后，發(fā)生引力坍縮產(chǎn)生的。而太初黑.洞并不是由恒星坍塌而形成，與其他黑.洞不同，太初黑.洞是在宇宙剛剛創(chuàng)生時(shí)在高壓條件下物質(zhì)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，而且這種黑.洞質(zhì)量比其它黑.洞更加小，有時(shí)甚至小到連肉眼都無法辨別。太初黑.洞的的尺度甚至比原子核還要小。
據(jù)說，太初黑.洞只在宇宙大爆炸之后幾微秒內(nèi)存在，因?yàn)橛钪孢€來不及膨脹，而整個(gè)宇宙又充滿了光，超高溫超高壓的情況下，是可能造出小黑.洞的，不過極小，最多吸收幾十個(gè)光子就蒸發(fā)了。對(duì)于那些較小質(zhì)量的原生黑.洞，科學(xué)家認(rèn)為有可能與 暗物質(zhì)有關(guān)，以此來解釋暗物質(zhì)的一些問題。
雖然暗物質(zhì)被認(rèn)為是宇宙的主宰，在一定程度上說，其是統(tǒng)治著整個(gè)宇宙，我們所能看見的宇宙中的物質(zhì)僅僅是滄海一粟。但是，探測暗物質(zhì)并不是通過正常的觀測手段，由于暗物質(zhì)不與電磁力發(fā)生相互作用，所以用傳統(tǒng)的電磁波天文觀測無法發(fā)現(xiàn)其存在，只能間接地通過引力效應(yīng)來推斷其存在。研究人員認(rèn)為：這項(xiàng)新的研究可以幫助科學(xué)家更好地了解暗物質(zhì)到底是什么，我們已經(jīng)知道其統(tǒng)治著宇宙，卻還不知道它到底是什么。太初黑.洞在宇宙學(xué)中被認(rèn)為存在于大爆炸發(fā)生后密度較高的時(shí)期，也就是處于宇宙加速膨脹的早期階段。我們目前知道，今天的宇宙誕生于137億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，其體積甚至比原子核還要小，因此不會(huì)將整個(gè)恒星吞噬掉，自然也不會(huì)把光也掩沒了。與此相反，由于太初黑.洞體積太小，與恒星發(fā)生碰撞等接觸時(shí)，會(huì)導(dǎo)致恒星表面上出現(xiàn)明顯的振動(dòng)現(xiàn)象。通過觀察恒星表面出現(xiàn)異常運(yùn)動(dòng)，我們就可以弄清楚在恒星內(nèi)部正在發(fā)生著什么情況。同理，如果一個(gè)太初黑.洞穿過一顆恒星中央核結(jié)構(gòu)，我們就可以通過觀察其表面的振動(dòng)來了解恒星內(nèi)部的相互作用?，F(xiàn)在，對(duì)于本次研究的科學(xué)家而言，可能僅僅只是一個(gè)時(shí)間的問題。研究人員模擬一個(gè)太初黑.洞具有多大體積，才可以使得其與恒星發(fā)生接觸時(shí)造成恒星表面出現(xiàn)明顯振動(dòng)波紋。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)質(zhì)量達(dá)到一個(gè)典型的小行星水平時(shí)，才可符合這個(gè)要求。
形成
太初黑.洞是當(dāng)一顆質(zhì)量相當(dāng)大的星體之核能耗盡后，殘骸質(zhì)量比太陽質(zhì)量高3倍的恒星核心會(huì)演化成黑.洞，若中子星有伴星，而中子星吸收足夠伴星的物質(zhì)，也能演化成黑.洞。在黑.洞內(nèi)，沒有任何向外力能維持與重力平衡，因此，核心會(huì)一直塌縮下去，形成黑.洞。
當(dāng)物質(zhì)掉進(jìn)了事界，縱使以光速計(jì)算，也不能再走出來。 愛因斯坦以幾何角度把黑.洞解釋為空間扭曲的洞，物質(zhì)隨空間而行，如果空間本身就是洞，是沒有物質(zhì)可逃出的。
為了要形成黑.洞，質(zhì)量越小、物質(zhì)壓縮后的密度就越高 高密度時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力與收縮相抗衡 然而比太陽質(zhì)量還小的黑.洞在現(xiàn)代宇宙中是不可能形成的 但是在宇宙開始膨脹時(shí)有很高的密度 查兒多維奇和伊戈?duì)?諾維科夫在1967年，霍金在1971年都曾設(shè)想在宇宙膨脹的早期階段可以產(chǎn)生黑.洞他們可以有小質(zhì)量這樣的黑.洞就稱為太初黑.洞。尺度比原子核小的黑.洞稱為太初黑.洞。
太初黑.洞有多大
你可以想象一顆具有十倍太陽質(zhì)量的恒星。在它的大約十億年壽命的大部分時(shí)間里，該恒星在其中心把氫轉(zhuǎn)化成氦而產(chǎn)生熱。釋放出的能量會(huì)產(chǎn)生足夠的壓力，以支持該恒星去抵抗自身的引力，這就產(chǎn)生了半徑約為太陽半徑五倍的物體。從這種恒星表面的逃逸速度大約是每秒一千公里。也就是說，一個(gè)以小于每秒一千公里的速度從該恒星表面點(diǎn)火垂直上升的物體，會(huì)被恒星的引力場拖曳回到表面上來，而具有更大速度的物體會(huì)逃逸到無窮遠(yuǎn)去。
當(dāng)恒星耗盡其核能，那就沒有東西可維持其向外的壓力，恒星就由于自身的引力開始坍縮。隨著恒星收縮，表面上的引力場就變得越來越強(qiáng)大，而逃逸速度就會(huì)增加。當(dāng)它的半徑縮小到三十公里，其逃逸速度就增加到每秒三十萬公里，也就是光的速度。從此以后，任何從該恒星發(fā)出的光都不能逃逸到無窮遠(yuǎn)，而只能被引力場拖曳回來。根據(jù)狹義相對(duì)論，沒有東西可能比光旅行得更迅速。
其結(jié)果就是一顆黑.洞：這是時(shí)空的一個(gè)區(qū)域，從這個(gè)區(qū)域不可能逃逸到無窮遠(yuǎn)。黑.洞的邊界被稱作事件視界。它對(duì)應(yīng)于從恒星發(fā)出的剛好不能逃逸到無窮遠(yuǎn)的，而只能停留在施瓦茲席爾德半徑處徘徊的光線的波前。施瓦茲席爾德半徑為R=2GM/c^2，這里G是牛頓引力常數(shù)，M是恒星質(zhì)量，而c是光速。對(duì)于具有大約十倍太陽質(zhì)量的恒星，其施瓦茲席爾德半徑大約為二十公里。
現(xiàn)在有了相當(dāng)好的觀測證據(jù)暗示，在諸如稱為天鵝X－1的雙星系統(tǒng)中存在大約這個(gè)尺度的黑.洞。也許還有相當(dāng)數(shù)目的比這小得多的黑.洞散落在宇宙之中。它們不是由恒星坍縮形成的，而是在熾熱的高密度的介質(zhì)的被高度壓縮區(qū)域的坍縮中產(chǎn)生的。人們相信在宇宙啟始的大爆炸之后不久存在這樣的介質(zhì)。這種“太初”黑.洞對(duì)我將在這里描述的量子效應(yīng)具有最大的興趣。一顆重十億噸的黑.洞具有10-13厘米的半徑，只有一顆中子或質(zhì)子的尺度。它也許正繞著太陽或者繞著銀河系中心公轉(zhuǎn)。
“太初黑.洞”是指在宇宙前期極高的溫度和壓力下所產(chǎn)生的黑.洞。因?yàn)槠涮厥獾男纬稍?，其質(zhì)量很小,根據(jù)霍金的黑洞輻射定律，質(zhì)量越小，輻射的能量越高。
太初黑.洞是宇宙大爆炸時(shí)幾秒內(nèi)形成的黑.洞，其大小只相當(dāng)于一個(gè)質(zhì)子，在所有的黑.洞理論中，霍金輻射率與質(zhì)量成反比。因?yàn)檫@個(gè)放射過程逐漸地降低黑.洞的質(zhì)量。很小質(zhì)量的黑.洞在其過程中，會(huì)出現(xiàn)一種類似于高壓放氣一樣，大量輻射爆發(fā)的最后階段。這個(gè)相當(dāng)于一個(gè)氫彈產(chǎn)生數(shù)百萬噸的爆發(fā)力。在當(dāng)前的宇宙年齡下，即使一個(gè)普通黑.洞也不會(huì)失去所有的質(zhì)量。然而，由于原生黑.洞并非由恒星核心崩潰形成，他們可以是任意大小。并且太初黑.洞的生命周期很短，因?yàn)槠浔旧砟軌蚍懦龃罅康幕艚疠椛?。一個(gè)原子大小的太初黑.洞質(zhì)量大約為10^4KG，溫度為6000度。當(dāng)他進(jìn)一步蒸發(fā)時(shí)體積會(huì)減小。根據(jù)霍金的描述黑.洞最后會(huì)在一個(gè)爆炸中消失殆盡。
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