引力波或可揭示黑洞周圍的暗物質(zhì)云

2025-12-07 10:55:15 分類：焦點 閱讀(35)

引力波或可揭示黑洞周圍的暗物質(zhì)云
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：New Atlas報道，暗物質(zhì)是波或科學界最令人困惑的謎團之一，有大量的可揭候選粒子正在接受調(diào)查。在一項新的示黑研究中，天文學家搜尋了可能聚集在黑洞周圍并通過發(fā)出引力波使自己為人所知的洞周假設性超輕粒子云。
我們每天看到的暗物和與之互動的所有物質(zhì)，從人到行星，引力只占宇宙中物質(zhì)的波或大約15%。它的可揭絕大部分被束縛在暗物質(zhì)中，這種神秘的示黑物質(zhì)似乎只通過其引力影響與常規(guī)物質(zhì)相互作用。暗物質(zhì)到底是洞周什么，它可能有什么屬性，暗物在哪里可以找到它，引力以及如何檢測它，波或都是可揭正在進行的猜測和調(diào)查的主題。
超輕玻色子就是這樣一個候選者。玻色子是一類粒子，包括光子和傳說中的希格斯玻色子，但一些模型表明，未被發(fā)現(xiàn)的版本可能存在質(zhì)量極小的玻色子。如果它們真的存在，它們可能有助于填補我們對宇宙的理解中最大的漏洞之一。
這項研究的共同主要作者孫麗麗博士說：“在地球上幾乎不可能探測到這些超輕的玻色子粒子。這些粒子，如果它們存在的話，質(zhì)量極小，而且很少與其他物質(zhì)相互作用--這是暗物質(zhì)似乎具有的關鍵特性之一。”
因此，為了這項新研究，研究小組在天空中尋找超輕玻色子云團可能產(chǎn)生的那種信號。由于暗物質(zhì)主要是通過引力相互作用，天文學家們轉(zhuǎn)向了引力波--時空結(jié)構(gòu)中的漣漪。
自2015年以來，已經(jīng)檢測到幾十個引力波信號，通常是在黑洞和中子星等緊湊物體之間的碰撞中產(chǎn)生的。但它們也可能來自更微妙的現(xiàn)象，在特定頻率下產(chǎn)生更長、更溫和的波。
研究小組表示，超輕玻色子可能聚集在快速旋轉(zhuǎn)的黑洞周圍的云中，它們在那里"拖"住物體并減緩其旋轉(zhuǎn)。最終，隨著玻色子湮滅成其他粒子，云層本身開始縮小，這就產(chǎn)生了引力波，探測器可以捕捉到一個特殊的“指紋”。
“我們相信這些黑洞在其強大的引力場中捕獲了大量的玻色子粒子，創(chuàng)造了一個與它們共同旋轉(zhuǎn)的云，”孫麗麗說。“這種微妙的‘舞蹈’持續(xù)了數(shù)百萬年，并不斷產(chǎn)生引力波，在太空中急速穿梭。通過搜索這些云層發(fā)出的引力波，我們也許能夠追蹤到這些難以捉摸的玻色子粒子，并可能破解暗物質(zhì)的密碼。”
為了檢查這些信號，研究人員檢查了高級LIGO探測器第三次觀測運行期間收集的數(shù)據(jù)。不幸的是，沒有檢測到這種信號，但這并沒有完全排除這種假設。相反，它對可能涉及的玻色子的類型，以及云的年齡和距離提出了限制。由于云層隨著年齡的增長而縮小，較老云層的引力波信號會比年輕云層弱得多。
“我們了解到，一種特定類型的小于1000年的玻色子云不可能存在于我們銀河系的任何地方，而在距離地球約3260光年的范圍內(nèi)，高達1000萬年的云不可能存在，”孫麗麗說。
未來更敏感的探測器仍然可以從較老的云層中發(fā)現(xiàn)較弱的信號，或者是較年輕的云層，它們距離更遠。或者，當然，暗物質(zhì)也可能完全是別的東西。
該研究可在預印本服務器ArXiv上查閱。