當一個(ge) 質量相當於(yu) 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(ti) ，後果可不是一個(ge) 小傷(shang) 口那麽(me) 簡單：這枚微型黑洞的巨大引力可以讓你瞬間死亡。

　　撰文 | 亞(ya) 伯拉罕·洛布（Abraham Loeb）

　　翻譯 | 洪藝瑞

　　審校 | 吳非

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

　　但我們(men) 實際觀測到的宇宙微波背景輻射的強度變化，一般僅(jin) 為(wei) 形成黑洞所需要的變化的十萬(wan) 分之一。目前，這種輻射強度的變化隻能在較大的空間尺度內(nei) 被觀測到。而在很小的尺度下，由於(yu) 更高能的新物理的存在，可以發生更大幅度的強度變化。盡管現有的宇宙學數據僅(jin) 僅(jin) 表明這種現象存在理論上的可能性，但暗物質的存在讓我們(men) 有額外的理由去認真考慮這種假說。

　　宇宙中的物質主要為(wei) 暗物質。盡管多年來，科學家一直嚐試在宇宙中或實驗室裏捕捉暗物質粒子的蹤影，但是目前這方麵仍然毫無進展。而原初黑洞（Primordial black holes， PBHs）或許就是一種暗物質候選粒子。天體(ti) 物理學研究表明，質量太高或者太低的原初黑洞都不可能是暗物質，但如果它的質量介於(yu) 月球質量的十億(yi) 分之一到千分之一之間，或者說與(yu) 一顆直徑為(wei) 1~100千米的小行星的質量相當，那麽(me) 它就有可能是暗物質。

　　6600萬(wan) 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。這是一次發人深省的生物大滅絕事件，它提醒著我們(men) 即便是遙不可及的天空，也可能是災難的源頭。為(wei) 了防止此類事件再次發生，我們(men) 可以通過搜尋由小行星表麵反射的日光，來探測可能到達地球的小行星。2005年，美國國會(hui) 就曾要求美國航空航天局找出90%的直徑超過140米，可能對地球造成威脅的天體(ti) ，而當時造成恐龍滅絕的希克蘇魯伯小行星的直徑約為(wei) 10千米。

　　在這一目標的指引下，“泛星計劃”（Pan STARRS）天文望遠鏡和薇拉·魯賓天文台（Vera C。 Rubin Observatory）陸續建成。這些望遠鏡利用太陽幫助我們(men) 探索不可見的黑暗地帶，它們(men) 可以完成美國國會(hui) 所要求的2/3的指標。如果能夠提前檢測到朝地球飛來的小行星，那麽(me) 我們(men) 就有機會(hui) 讓它們(men) 偏轉方向。但不同於(yu) 這些小行星，原初黑洞不反射日光，所以我們(men) 無法用這種方法進行探測。它們(men) 的確會(hui) 發出微弱的霍金輻射，但是對於(yu) 一個(ge) 質量為(wei) 月球百萬(wan) 分之一以上的天體(ti) 來說，它們(men) 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(men) 擔憂的原因之一。

　　但更值得思考的或許是：這些由暗物質構成的原初黑洞，是否會(hui) 對人類構成威脅？假如原初黑洞與(yu) 人類身體(ti) 接觸，那麽(me) 這將代表著早期宇宙和近期宇宙的一次偉(wei) 大會(hui) 晤：宇宙大爆炸後1飛秒（10-15秒）內(nei) 產(chan) 生的不可見物質與(yu) 138億(yi) 年後才會(hui) 產(chan) 生的智能生命完成了邂逅。盡管如此，你也不會(hui) 希望這場“會(hui) 麵”發生在自己身上。

　　讓我來解釋為(wei) 什麽(me) 。我將主要針對在允許範圍內(nei) 質量較大的原初黑洞進行說明，也就是那些質量為(wei) 月球千分之一的黑洞。質量更小的原初黑洞雖然更加普遍，但是它們(men) 產(chan) 生的影響也更弱。質量為(wei) 月球千分之一的原初黑洞的視界，僅(jin) 僅(jin) 是原子直徑的大約1000倍。

　　有人可能會(hui) 想，這樣一個(ge) 小物體(ti) 穿過身體(ti) ，引起的損傷(shang) 微乎其微。對於(yu) 宇宙線等高能粒子來說的確如此，但對於(yu) 原初黑洞來說，情況則完全不同。在原初黑洞強大引力的作用下，我們(men) 的身體(ti) 會(hui) 在它穿過時瞬間坍塌成幾厘米。參照銀河係中暗物質暈的速度，一個(ge) 典型的原初黑洞的運動速度約為(wei) 每秒100千米，它所產(chan) 生的強大引力將在10微秒內(nei) 持續拉扯我們(men) 的身體(ti) 。這枚原初黑洞所造成的痛覺，就像是一個(ge) 擁有超強吸力的微型吸塵器迅速穿過我們(men) 的身體(ti) ，導致我們(men) 的肌肉、骨骼、血管和內(nei) 髒迅速收縮。這種扭曲程度是人類完全無法承受的，並且會(hui) 立即引發死亡。

　　那麽(me) ，我們(men) 遭遇這種慘烈事故的概率有多大呢？一個(ge) 粗略的計算或許可以讓你鬆一口氣。如果上述質量的原初黑洞由暗物質構成，那麽(me) 在我們(men) 的一生中，與(yu) 原初黑洞相遇的概率大約為(wei) 1/1026。也就是說，在地球上現居的80億(yi) 人中，其中一個(ge) 人與(yu) 黑洞相撞的概率大約為(wei) 1/1016。如果10億(yi) 年後人口仍然保持在現在的水平，那麽(me) 從(cong) 現在到那時之間，有人與(yu) 黑洞相撞的概率約為(wei) 1/109。而在此之後，太陽將蒸幹地球上所有的海洋，地球也將變得不再宜居。
 

　　即使我們(men) 把其他星係中的行星也考慮在內(nei) ，那麽(me) 在整個(ge) 可觀測的宇宙範圍內(nei) ，最多約有1萬(wan) 億(yi) “人”會(hui) 因與(yu) 原初黑洞相撞而死亡。因此，我們(men) 大可放心地假設，我們(men) 中沒有人會(hui) 遭受這種滅頂之災。在多重宇宙中，考慮的範圍更廣，並且如果存在更加危險的其他形式的暗物質，那死亡人數或許會(hui) 更多。

　　但是，那些處於(yu) 太陽係邊緣，罕見且不可見的天體(ti) 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，我和我的學生阿米爾·西拉傑（Amir Siraj）提出，通過薇拉·魯賓天文台觀測原初黑洞與(yu) 奧爾特雲(yun) 中的岩石撞擊時產(chan) 生的耀斑，我們(men) 可以探測到整個(ge) 太陽係中的原初黑洞。

　　顯然，人類遭遇其他災難（例如小行星撞擊）的風險要比與(yu) 原初黑洞相撞的概率高得多。在這一點上，恐龍應該深有體(ti) 會(hui) 。上述數據表明，我們(men) 無需為(wei) 了原初黑洞在夜裏輾轉難眠，也不必特地升級我們(men) 的醫療保險。身處新冠疫情和氣候變化兩(liang) 大危機之中，這算得上是自然母親(qin) 傳(chuan) 遞給我們(men) 的好消息，我們(men) 應該對此感到高興(xing) 。

　　關(guan) 於(yu) 作者：

　　亞(ya) 伯拉罕·洛布是哈佛大學天文學係前主任，哈佛和史密森天體(ti) 物理中心理論與(yu) 計算研究所所長。


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