2016年，LIGO（激光干涉引力波天文臺）團隊宣布首次發(fā)現來(lái)自數十億前兩個(gè)黑洞碰撞釋放出的引力波，讓全世界既驚訝又欣喜。

這一發(fā)現除了帶來(lái)一陣欣喜（和一些諾貝爾獎）之外，還有一個(gè)奇怪的小驚喜。這兩個(gè)碰撞的黑洞的質(zhì)量十分古怪，古怪的程度足以打開(kāi)一個(gè)令人著(zhù)迷的可能性：被LIGO聽(tīng)到碰撞的這兩個(gè)黑洞，可能形成于宇宙誕生不到一秒的時(shí)間之內。

黑洞制造指南

我們已經(jīng)知道現代宇宙中的黑洞是如何形成的。從一顆恒星開(kāi)始，這顆恒星越變越大，至少八倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星才能變成黑洞。接著(zhù)，你等待恒星耗盡其所有可用的氫，這個(gè)過(guò)程也就需要那么幾千萬(wàn)年的時(shí)間而已，沒(méi)什么大不了的。

等到生命的盡頭，這顆恒星會(huì )在能量災難——超新星爆發(fā)——中走向自我毀滅。在爆炸的火焰中，核心密度可以達到足夠強烈的狀態(tài)，以至于任何東西都無(wú)法抵抗那向內的引力。因此，在恒星的大部分物質(zhì)向外爆發(fā)的同時(shí)，一小部分的恒星會(huì )向內坍縮，最終走向湮滅，變成一個(gè)黑洞。

恒星越大，形成的黑洞也越大，這就是使得LIGO的觀(guān)測結果尤其有趣。這兩個(gè)碰撞的黑洞的質(zhì)量分別是30倍太陽(yáng)質(zhì)量和35倍太陽(yáng)質(zhì)量。要得到如此巨大的黑洞，你要么有一顆真正巨大的恒星——其質(zhì)量超過(guò)100倍太陽(yáng)質(zhì)量，要么你需要許多更小的黑洞合并才能得到如此大的黑洞。

不過(guò)，在宇宙剛剛誕生那會(huì )，這兩種情況似乎都不太可能發(fā)生。宇宙中壓根不存在這么大的恒星（至少，目前是這樣的），而且黑洞合并也不常見(jiàn)。

因此：這些黑洞可能有著(zhù)不同的起源。

黑暗中的探索

充滿(mǎn)原初黑洞的宇宙會(huì )是什么樣子？這是一個(gè)成本昂貴的問(wèn)題，但我們如果想要檢驗原初黑洞的理論的話(huà)，就先得回答這個(gè)問(wèn)題。

一方面，黑洞可能會(huì )隨機地與其他物體碰撞，通過(guò)引力吸引其他物體，并造成混亂。質(zhì)量為千克量級的黑洞，如果撞擊地球的話(huà)，也足以引發(fā)地震。一個(gè)沉默的黑洞可能會(huì )拉開(kāi)雙星系統中的兩顆恒星，或破壞整個(gè)矮星系，一個(gè)撞擊了中子星的黑洞可能會(huì )引發(fā)可怕的爆炸，甚至假設中的第九行星也可能是一個(gè)大小不及網(wǎng)球的黑洞。

在潛在的可探測性方面，有一個(gè)好處是，黑洞并非完全是100%的黑。它們也可能會(huì )通過(guò)所謂的“霍金輻射”的量子力學(xué)過(guò)程發(fā)出微弱的光。大的黑洞幾乎不發(fā)光。和太陽(yáng)同等質(zhì)量的黑洞每年輻射出一個(gè)光子，大概需要10^60年才會(huì )失去所有質(zhì)量。不過(guò)，較小質(zhì)量的黑洞消失的時(shí)間也會(huì )更短，并在這個(gè)過(guò)程中釋放出能量。

爆炸的黑洞可能會(huì )擾亂早期宇宙，改變元素的豐度或宇宙微波背景的外觀(guān)，或者，它們也可能是我們在天空中看到一些伽馬射線(xiàn)爆發(fā)的原因。

可惜盡管我們付出了種種努力，我們仍無(wú)法在我們如今看到宇宙中解釋原初黑洞的存在。對于每一個(gè)可能的觀(guān)測途徑，原初黑洞都會(huì )造成非常多的混亂，我們不可能避開(kāi)這些混亂。

換句話(huà)說(shuō)，盡管我們仍然很難解釋LIGO目睹到的兩個(gè)合并黑洞的質(zhì)量，但如果你希望宇宙中存在這些原初黑洞，那么我們理應有其他的辦法去檢測到它們。