證實霍金預測？韋伯望遠鏡或發現「原初黑洞」首個直接證據！

理論物理學家霍金於 1970 年代預測了原初黑洞存在，並提出原初黑洞由暗物質組成，最近，一組國際天文團隊直接測量韋伯太空望遠鏡觀測的一個微型高紅移天體質量，發現它具超高密度和極低光度特徵，符合理論預期，很可能是原初黑洞第一個直接證據。

原初黑洞（primordial black hole，PBH）是一種假想黑洞類型，理論指出原初黑洞並非經大質量恆星引力塌縮形成，而是宇宙大爆炸後最初一小段時間內，因局部區域高密度漲落而直接塌縮形成，能保持穩定直至今日，可能是超大質量黑洞「種子」，並能解釋暗物質起源，是暗物質與早期宇宙物理關鍵假說，承受多種觀測嚴格檢驗。

原初黑洞若存在，雖然只佔全宇宙暗物質一小部分，但對宇宙演化產生重要影響。

韋伯太空望遠鏡已在宇宙再電離時代觀測到一組神秘「小紅點（LRD）」，出現於大爆炸後僅 6 億年，這類特徵通常被認為是早期宇宙孕育黑洞快速成長的嬰兒星系，然而英國劍橋大學天體物理學家 Ignas Juodžbalis 領導的國際團隊首次直接測量其中一個小紅點天體質量，發現名為 QSO1 的天體質量相當於太陽 5,000 萬倍，很可能是理論上的原初黑洞。

先有星系才有黑洞，還是先有黑洞才有星系？

傳統吸積模型表明黑洞以星系氣體、恆星為食生長，意即先有星系才有黑洞，然而 QSO1 天體若是位於星系中心的黑洞，該星系總質量明顯小於預期，不存在大規模恆星形成活動或活躍星系核跡象，環境金屬度、塵埃與氣體量也不足以支持黑洞增長，可說黑洞近乎「裸露」。

這項發現說明，QSO1 實際上很可能是大爆炸後率先誕生的原初黑洞，於早期宇宙扮演「種子」角色加速重子物質集結，才形成高密度星系核。

若後續更多觀測確認 QSO1 為原初黑洞（排除周遭恆星氣體分布、辨識是否有其他機制造成類似現象），將成史上首次直接證實霍金 1970 年代提出的理論預測，重新定義我們對早期宇宙質量分布、重子物質聚集與星系形成機制認知，探討早期宇宙的超大質量黑洞和星系「誰先誰後」關鍵命題。

新論文尚未經過同行評審，可先至《arXiv》網站閱覽。

• The cosmic giant challenging our understanding of galaxy formation in the early universe
• JWST May Have Found The First Direct Evidence of a Primordial Black Hole
• ‘A paradigm change’: black hole spotted that may have been created moments after big bang

（首圖來源：AI 生成）

延伸閱讀：

• 暗物質構成的假想原初黑洞，可能加速宇宙首批恆星形成

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