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成果速递 | 引力波与宇宙学实验室提出原初黑洞形成新机制

2022-06-09

 

2015年美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)首次探测到双黑洞并合引力波事件,随后越来越多的黑洞并合引力波事件被探测到。由于某些引力波事件中黑洞的质量比较大或者自转比较慢,很难通过经典恒星演化形成,因此,这类引力波事件中的黑洞可能是形成于宇宙极早期的原初黑洞。原初黑洞的形成需要宇宙极早期的密度涨落非常大,这种大密度涨落的物理形成机制目前尚未有定论。

 

双黑洞并合(credit: LIGO)

 

引力波与宇宙学实验室易竹博士等人通过在作用量中引入非正则动能项,提出一类产生原初黑洞的新机制。 在该机制下,希格斯场在暴涨期间形成的量子涨落能成功地放大到足以产生原初黑洞的级别,而产生的原初黑洞同时可以解释部分的暗物质。不仅如此,在该机制下,希格斯场还能诱导产生引力波,可以成功地解释北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)及其他脉冲星计时阵发现的随机共谱过程。

最近,该项工作以自然科学高等研究院为第一单位和通讯单位发表在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics)上。论文合作者包括引力波与宇宙学实验室朱宗宏教授。