## **摘要** 

本文提出一种太阳系形成的替代模型，认为其起源于一个原初黑洞（PBH）的爆炸性解体。与星云假说不同，我们假设一个约1太阳质量的原初黑洞经历了量子诱导的爆炸性相变，将其捕获的物质-能量释放到局部区域。流体力学模拟表明，此类爆炸可生成具有类似原太阳星云特性的旋转盘结构。本文讨论了可能的核合成特征与引力波残余信号，以验证该假说。 

**关键词**：黑洞爆炸、太阳系形成、量子引力、原行星盘 

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## **1. 引言** 

尽管星云假说成功解释了太阳系的诸多特征（如行星轨道共面性和成分梯度），但仍存在未解问题，例如内太阳系难熔元素的不足及太阳角动量分布异常。我们认为，黑洞爆炸事件可通过以下机制解决这些矛盾： 

- **高能初始状态**：促进快速星盘形成。 

- **非平衡核合成环境**：产生同位素异常。 

- **不对称喷发扭矩机制**：调节角动量分布。 

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## **2. 理论框架** 

### **2.1 黑洞爆炸机制** 

假设太阳系前身是一个处于霍金蒸发末期的原初黑洞。近期量子引力模型（如Rovelli & Vidotto 2014）提出，黑洞可能通过普朗克尺度排斥避免奇点，导致"反弹"并引发爆炸。能量释放公式为： 

\[

E_{\text{爆炸}} = \eta M_{\text{原初黑洞}} c^2 \quad (\eta \sim 0.1)

\] 

当 \( M_{\text{原初黑洞}} \approx 1 M_\odot \) 时，释放能量 \( E_{\text{爆炸}} \sim 10^{44} \text{J} \)，足以将物质抛射至~100 AU范围。 

### **2.2 星盘形成动力学** 

喷发的等离子体绝热膨胀，约\( 10^5 \)年内冷却至~100 K（图1）。若爆炸初始存在不对称性（如黑洞自旋参数 \( a_* > 0.2 \)），角动量守恒将形成星盘。光滑粒子流体动力学（SPH）模拟显示： 

- **质量分布**：99%喷发物质受引力束缚，形成质量 \( M_{\text{盘}} \approx 0.01 M_\odot \) 的星盘。 

- **成分梯度**：重元素（Fe、Si）富集于内侧，挥发性物质（H₂O、CH₄）在5 AU外冷凝。 

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## **3. 观测验证** 

### **3.1 同位素异常** 

若原初黑洞包含中子星遗迹物质，太阳系应存在： 

- 陨石前太阳颗粒中**⁶⁰Fe/⁵⁶Fe**比值升高（当前上限：10⁻⁷）。 

- **r-过程元素**（如Eu、Au）富集且无超新星遗迹关联。 

### **3.2 引力波记忆效应** 

红移\( z \approx 0 \)处的亚秒级爆炸将在0.1–1 Hz频段产生随机引力波背景（GWB）。未来探测器（如LISA）可约束该信号。 

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## **4. 讨论** 

### **4.1 理论挑战** 

- **时间尺度问题**：1 \( M_\odot \)原初黑洞的霍金蒸发需\( t \gg t_{\text{宇宙年龄}} \)，需引入新机制（如真空衰变）。 

- **角动量匹配**：星盘比角动量（\( j \sim 10^{19} \text{cm}^2/\text{s} \)）需与原初黑洞克尔参数一致。 

### **4.2 替代解释** 

可不依赖原初黑洞，改用**中子星并合**释放等效能量解释。 

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## **5. 结论** 

尽管该假说具有推测性，但其提供了不同于主流模型的可验证预测。下一步研究应包括： 

1. 对**古老陨石**开展高分辨率光谱分析以检测⁶⁰Fe。 

2. 开发不对称黑洞爆炸的**磁流体力学模拟**。 

3. 构建原初黑洞相变的**量子引力模型**。 

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## **图表说明** 

**图1**. SPH模拟在爆炸后\( 10^4 \)年的星盘碎裂成行星胚胎过程。 

**表1**. 本模型与星云假说的同位素比值预测对比。 

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## **参考文献** 

1. Rovelli, C. & Vidotto, F. (2014). 《普朗克恒星》. arXiv:1401.6562. 

2. Carr, B. 等 (2016). 《原初黑洞作为暗物质》. PRD, 94(8). 

3. Boss, A.P. (2017). 《触发恒星形成》. ApJ, 836(1). 

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### **后续改进建议** 

- 需补充**爆炸相变的数学证明**（如修改的Einstein场方程）。 

- 建议投稿至《宇宙学与天体粒子物理学报》（JCAP）的"猜想理论"栏目。