寻找暗物质可能来源:玻色子云

高文森

【正见新闻网2021年12月10日】

一组科学家提出玻色子云(boson clouds)很可能是暗物质的主要成分。如果这种物质的确存在,通过分析引力波就可以发现它们。

一个研究组联合了世界上最先进的几个引力波探测器:美国的LIGO、意大利Virgo和日本的神冈引力波探测器(KAGRA),开始寻找玻色子云。

科学家认为宇宙中人眼可见、或者说现在仪器能探测到的物质只占宇宙总物质量的15%,高达85%的物质都是未知的物质构成的。因为不知道暗物质的具体成分,科学家把它们统称为暗物质。

科学家提出过关于暗物质成分的各种猜测,但是至今没有一种物质得到证实。这份研究提出了一种新的候选物质:玻色子云。研究人员认为这种物质由非常轻的亚原子粒子组成。因为它们太轻,而且不和任何物质互动,当然也没有仪器能够直接探测它们。

但是科学家提出,高速旋转的黑洞周围很可能有玻色子云,而且这个过程会放射出大量引力波,而这是现在的仪器有能力探测到的信号。

项目主要成员之一澳大利亚国立大学(ANU)引力天体物理学中心的孙莉莉(Lilli Sun,音译)说:“通过寻找玻色子云发出的引力波信号,我们有可能追踪到这些用其它仪器都探测不到的玻色子粒子,并可能解开暗物质之谜。”

“我们认为黑洞强大的引力场会锁定大量玻色子粒子,从而在黑洞的周围形成这种玻色子云,它们随着黑洞一起高速旋转。这个过程将持续几百万年的时间,不断地产生引力波并扩散到宇宙空间。”

这份研究的另一个重要成果是,研究人员就空间距离和玻色子云存在的可能性做了计算。

孙莉莉说,引力波的强度随着玻色子云的年龄增大而减弱。“发出引力波后,因为损失了能量,玻色子云会缩小。”

“我们认为某些特定的玻色子云年龄不到一千年,但在银河系范围内不大可能存在。而大约1000万年历史的玻色子云,也不大可能存在于距离地球3,260光年之内的范围。”

这份研究11月30日发表于预印网arXiv,还未经过同行审议。

(大纪元)

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