在宇宙大爆炸之后宇宙的物质密度非常高而且起伏不定，是否有可能它的某些部分达到了足够高的密度以至于坍缩成黑洞？
中子星。图片：NASA's Goddard Space Flight Center
原始黑洞的概念在理论上已经存在了一段时间，部分原因是它们可以提供大部分似乎主宰着宇宙大规模结构的暗物质。但要测试它们的存在，就需要我们能探测到的某种结果，而理论家们在这方面的研究却很少。但是现在由三名物理学家组成的团队在物理评论快报上发表了一个相当有趣的结论:这些黑洞可以吞下一颗中子星，在合适的条件下，会吐出重元素。
真理或结果果
有两件事可以区分原始黑洞和大质量恒星坍塌形成的黑洞。一个是它们几乎可以是任何质量，从质量小于恒星的质量，到超新星爆炸产生的任何物质。更重的光谱是很吸引人的，因为它可以解释超大质量黑洞是如何在宇宙诞生后出现的如此迅速(以天文学术语来说)。
第二个特征是原始黑洞在宇宙历史的早期就存在了。在宇宙形成任何恒星之前，暗物质的影响很明显，这似乎是宇宙开始扩散后形成的黑洞的一个必要的前兆。由于它们是早期的，原始黑洞可以占据相当大比例的暗物质，尽管各种研究已经限制了多少。
问题是我们不能用足够的细节来研究这些问题，以了解原始黑洞是否存在。因此，尽管这些物体在物理上仍然是可信的，但它们的存在并没有任何后果，我们实际上可以在当今的宇宙中寻找它们。
当然除非这篇新论文是正确的，在这篇文章中作者描述了一个原始黑洞运行到一个同样奇特的物体上的不寻常的后果：一个快速旋转的中子星。
满足中子
想象一下在曼哈顿的宽度上，旋转得如此之快，在几毫秒内就完成了旋转，现在把一个黑洞扔到上面，会发生什么呢?
这是最根本的问题黑洞在吞咽物质的速度上有基本的限制，这就意味着中子星不会立即被摧毁，即使是两个接触。相反黑洞的缓慢进食会使它停留在中子星的中心，并从内部慢慢吞噬它。
当黑洞继续供给时，中子星就会收缩，角动量守恒会使它旋转更快——记住这个东西移动得很快。最后有可能使其中一种旋转速度足够快，使赤道附近的表面能够达到逃逸速度。太阳质量中高达10%的物质会被抛向太空。
很明显在正常情况下，中子的质量不稳定，而且这种物质会迅速发生反应，将自身转化为原子。但是作者得出结论结果将是重的，中子丰富的原子核。这是有趣的。更重的原子核被认为是通过一个叫做r - process的物质形成的，这个过程是以中子的快速积累而命名的。这就要求它们快速地受到中子的轰击，以致于原子没有时间在一秒内被吸收。当重排反应最终发生时，周围有足够多的质子和中子形成重元素。
尽管人们普遍认为超新星会创造出r -过程可以发生的条件，但科学家们仍在努力研究这是否是真的。但《物理评论快报》上的论文认为，我们不需要超新星来形成这些重元素。它认为宇宙中重元素的分布与原始黑洞/中子星的生产路线大致相同。
作者认为这种机制可以清除各种各样的天文谜团，从产生非重复的快速无线电爆炸的机制到我们星系的反物质生产。此外黑洞本身也可以占宇宙暗物质的10%。
但它的优点在于它能做出预测。如果我们观察附近的kilonova或快速无线电波，引力波探测器可能会感觉到一种扰动，但这种干扰不会伴随着由黑洞相互旋转而引起的正常波动——原因很明显因为黑洞已经在它的伙伴内部了。我们所要做的就是等待数年的时间，让更多的探测器进入网络，然后等待这些事件在他们的探测范围内发生的时间。
参考期刊：物理评论快报
作者：JOHN TIMMER
来自：arstechnica
编译：中子星
审校：博科园
