原始黑洞真的是巨大的引力微子嗎？
（事件視界望遠鏡是一個由八台地面射電望遠鏡組成的行星尺度陣列，它捕捉到了M87星系中心超大質量黑洞及其陰影的圖像。）
（圖源：EHT協作）
天文學家不知道宇宙中最大的黑洞的起源，這些黑洞在宇宙學記錄中出現得如此之早，以至於我們可能不得不引用新的物理知識來解釋它們的出現。
新的研究提出了一個有趣的起源故事：第一個黑洞並不是來自恆星，而是來自一群超級奇異、超出假想的粒子，它們被稱為引力微子，得以倖存在大爆炸的第一個混亂年代。
宇宙有黑洞，然後才有大黑洞。宇宙中最大的黑洞，被恰當地命名為「超大質量黑洞」（SMBHs），位於宇宙中幾乎每個星系的中心。甚至銀河系也有一個，一個400萬太陽質量的怪物，被命名為人馬座A*。
有一點誇張
現代宇宙中的巨大黑洞是一個真正令人驚嘆的景象，但在過去的十年中，天文學家們發現了在恆星和星系誕生之初就存在的超大質量黑洞，當時的宇宙還沒有10億歲。
這很奇怪，因為據我們所知，形成黑洞的唯一途徑是大質量恆星的死亡。當它們死後，會留下一個比太陽大幾倍的黑洞。為了達到超巨星的程度，它們必須與其他黑洞合併或消耗儘可能多的氣體，從而使數百萬太陽質量膨脹。
這需要時間，很多時間。
在早期的宇宙中，恆星本身需要數億年才有第一次露面。據我們所知，與第一代恆星和星系一起形成的是超大質量黑洞。但似乎沒有足夠的時間讓這些超大質量黑洞通過尋常的恆星死亡途徑形成，所以出現了一些可疑的情況。
要麼我們不了解黑洞生長的天體物理學的基本原理（這是完全可能的），要麼第一個巨大的黑洞實際上是在更早、更原始的時代所形成的。但為了實現這一點，創造這些可能的第一個黑洞的物理學必須驚奇一些。
引力的夥伴
有多奇怪？好吧，太奇怪了，它遠遠超出了目前已知物理學的界限。萬幸的是，理論物理學家每天都在努力工作，以超越目前已知的物理學界限。一個這樣的例子被稱為超對稱理論，這是物理學家試圖解釋粒子世界的內部如何運作以及預測新粒子的存在的一種嘗試。
在超對稱理論中，標準模型的每一個粒子（這是我們目前對亞原子領域的最佳理解）都與一個同伴配對。這種配對的原因是在描述自然的數學中發現的基本對稱性。但是這種對稱性被打破了（通過一些複雜機制的方法作用），所以超對稱的夥伴粒子不會簡單地在世界上漂浮，也不會在我們的粒子對撞機實驗中隆重登場。
相反，由於對稱性的破壞，夥伴粒子被迫具有難以置信的質量，如此高水平的質量以至於它們只能出現在宇宙中能量最高的反應中。到目前為止，我們還沒有在對撞機實驗中發現任何超對稱夥伴粒子的證據，但我們仍在尋找它。
當研究繼續進行時，理論學家們會花時間擺弄研究各種模型和超對稱理論的可能性。在一種觀點中，有一種粒子叫做引力微子。引力微子是引力子的超對稱夥伴粒子，它本身就是承載重力的假想粒子。
如果你開始擔心這一切聽起來有點過於理想，那沒關係。引力微子的存在是高度推測性的，並不是基於任何現有的證據。但是，正如我們很快看到的那樣，一些引力微子模型賦予了它們一些非常特殊的性質，使它們成為形成黑洞的種子。
參與挑戰
如果你想在早期的宇宙中製造黑洞，你必須通過一些挑戰。早在第一批恆星和星系出現之前，我們的宇宙就被輻射所主宰：高能的光線充斥著宇宙，對物質指手畫腳，告訴每種物質該做什麼。
如果你想在那個輻射主導的時期創造一些隨機的黑洞，你必須迅速一點。因為我們宇宙中的那個時代非常混亂，一旦你形成了黑洞，你就必須讓它們活著。黑洞在被稱為霍金輻射的量子力學過程中逐漸衰弱，而小黑洞（例如，通過某種奇怪的亞原子過程形成的黑洞）會在它們獲得良好的機會之前迅速消失，更不用說得到超大質量了。
填充重力，或至少一個假設粒子的觀點。根據最近發表在預印本期刊arXiv上的一篇研究文章，早期的高能宇宙可能正好具備了用引力微子填充宇宙的條件。由於它們的獨特性質（最顯著的是，它們能夠快速引力吸引對方），它們可以快速形成微觀黑洞。
隨著時間的推移，在早期宇宙中，黑洞可能會變得足夠大，以至於它們可以在屈服於霍金蒸發之前盡情享受周圍的輻射。一旦輻射被清除，它們可能足夠大，可以通過正常的天體物理過程繼續收集物質，為第一個超大質量黑洞提供種子。
這是一個很長的觀點，但當涉及到早期宇宙時，這是我們所擁有的最好的看法。
BY:Paul Sutter
FY: Raywannabethelight
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