由于原始黑洞对太阳系行星的影响它们可以被探测到

原始黑洞是宇宙暗物质最有力的候选者之一。在这种情况下，它们的丰度足以让每十年至少有一个物体穿过太阳系内部。麻省理工学院的物理学家团队表示，像这样的飞越将使火星轨道产生摆动，其程度是当今技术可以实际探测到的。

暗物质是一种假想的物质形式，它在整个电磁波谱中都是不可见的，但人们认为它遍布整个宇宙，并产生足够大的引力来影响恒星和星系的运动。

物理学家在地球上架设了探测器，试图发现暗物质并确定其特性。这些实验大多假设暗物质是一种奇异粒子，在经过特定实验时可能会散射并衰变成可观测粒子。但到目前为止，这种基于粒子的搜索一无所获。

近年来，另一种于 20 世纪 70 年代首次提出的可能性重新受到关注：暗物质可能不是以粒子形式存在，而是以宇宙大爆炸后最初时刻形成的微观原始黑洞形式存在。

与由古老恒星坍缩形成的天体物理黑洞不同，原始黑洞是由宇宙早期密集气体囊坍缩形成的，并随着宇宙的膨胀和冷却而散布到整个宇宙。

这些原始黑洞会将巨大的质量坍缩到一个微小的空间中。

大多数原始黑洞可能小至单个原子，重至最大的小行星。

那么，可以想象，如此微小的巨星可以施加引力，这至少可以解释一部分暗物质。

为了进行这项研究，麻省理工学院的研究人员对我们的太阳系进行了一个相对简单的模拟，其中融入了所有行星和一些最大的卫星之间的轨道和引力相互作用。

“最先进的太阳系模拟包括一百多万个物体，每个物体都有微小的残留效应，”发表在《物理评论 D》杂志上的研究报告的共同作者本杰明·莱曼博士说。

“但即使通过仔细的模拟对二十多个物体进行建模，我们也能看到存在可以深入研究的真实效应。”

研究团队根据特定空间区域中暗物质的估计数量和经过的黑洞的质量，计算出了原始黑洞穿过太阳系的速度。在这种情况下，他们假设黑洞的质量与太阳系中最大的小行星一样大，这与其他天体物理限制相一致。

“原始黑洞并不存在于太阳系中。相反，它们在宇宙中穿梭，做着自己的事情，”这项研究的共同作者莎拉·盖勒博士说。

“而且很有可能，它们每 10 年左右就会以某个角度穿过太阳系内部一次。”

根据这一速度，研究人员模拟了各种小行星质量黑洞从不同角度以每秒约 241 公里(150 英里)的速度穿过太阳系。

他们把注意力集中在那些看似近距离接触的飞行事件上，或者对周围物体造成某种影响的飞行事件上。

他们很快发现，地球或月球上的任何影响都太不确定，无法归咎于某个特定的黑洞。但火星似乎提供了更清晰的图景。

作者发现，如果一个原始黑洞经过距火星几亿公里的范围内，这次遭遇将引发火星轨道的摆动或轻微偏差。

在与地球的碰撞发生后的几年内，火星的轨道将发生大约一米的移动——这是一个非常小的摆动，因为该行星距离地球超过 2.25 亿公里(1.4 亿英里)。

然而，今天监测火星的各种高精度仪器可以探测到这种摆动。

科学家们承认，如果在未来几十年内探测到这样的摆动，仍然需要做大量工作来确认这种推力是来自于一个经过的黑洞，而不是一颗普通的小行星。

这项研究的资深作者、麻省理工学院教授大卫凯泽 (David Kaiser) 表示：“我们需要尽可能清楚地了解预期的背景，比如钻孔太空岩石的典型速度和分布，以及这些原始黑洞的情况。”

“幸运的是，天文学家几十年来一直在追踪普通太空岩石穿过太阳系的过程，因此我们可以计算出它们轨迹的典型特性，并开始将它们与原始黑洞应遵循的非常不同类型的路径和速度进行比较。”