第七章 黑洞不是这么黑的（5 / 6）

频率变化。然而，这个背景可以是也可能是除太初黑洞之外过程产生。图7.5中点线指出，如果在每立方光年平均有300个太初黑洞，它们所发射伽玛射线强度应如何地随频率而变化。所以可以说，伽玛射线背景观测并没给太初黑洞提供任何正证据。但它们确实告诉们，在宇宙中每立方光年不可能平均有300个以上太初黑洞。这个极限表明，太初黑洞最多只能构成宇宙中百万分之物质。

图7.5

由于太初黑洞是如此之稀罕，看来不太可能存在个近到们可以将其当作个单独伽玛射线源来观察。但是由于引力会

图7.5将太初黑洞往任何物质处拉近，所以在星系里面和附近它们应该会更稠密得多。虽然伽玛射线背景告诉们，平均每立方光年不可能有多于300个太初黑洞，但它并没有告诉们，太初黑洞在们星系中密度。譬如讲，如果它们密度高100万倍，则离开们最近黑洞可能大约在10亿公里远，或者大约是已知最远行星——冥王星那远。在这个距离上去探测黑洞恒定辐射，即使其功率为1万兆瓦，仍是非常困难。人们必须在合理时间间隔里，譬如星期，从同方向检测到几个伽玛射线量子，以便观测到个太初黑洞。否则，它们仅可能是背景部份。因为伽玛射线有非常高频率，从普郎克量子原理得知，每伽玛射线量子具有非常高能量，这样甚至发射万兆瓦都不需要许多量子。而要观测到从冥王星这远来如此少粒子，需要个比任何迄今已造成更大伽玛射线探测器。况且，由于伽玛射线不能穿透大气层，此探测器必须放到外空间。

当然，如果颗像冥王星这近黑洞已达到它生命末期并要爆炸开来，去检测其最后爆炸辐射是容易。但是，如果个黑洞已经辐射100～20O亿年，不在过去或将来几百万年里，而是在未来若干年里到达它生命终结可能性真是微不足道！所以在你研究津贴用光之前，为有合理机会看到爆炸，必须找到在大约1光年距离之内检测任何爆炸方法。事实上，原先建造来监督违反禁止核试验条约卫星检测到伽玛射线爆。每个月似乎发生16次左右，并且大体均匀地分布在天空所有方向上。这表明它们起源于太阳系之外，否则话，们可以预料它们要集中于行星轨道面上。这种均匀分布还表明，这些伽玛射线源要处于银河系中离们相当近地方，要在它外围宇宙学距离之处，否则它们还会集中于星系平面之上。在后者情形下，产生伽玛射线爆所需能量实在太大，微小黑洞根本提供不起。但是如果这些源以星系尺度衡量和们邻近，那就可能是正在爆发黑洞。非常希望这种情形成真，但是必须承认，还可以用其他方式来解释伽玛射线爆，例如中子星碰撞。未来几年观测，尤其是像LIGO这样引力波探测器，应该能使们发现伽玛射线爆起源。

即使对太初黑洞探索证明是否定，并且看来可能会是这样，仍然给们关于极早期宇宙重要信息。如果早期宇宙曾经是紊乱或无规