暗物質(zhì)可能會(huì)在我們周?chē)臅r(shí)空輕輕搖擺——科學(xué)家可能最終知道如何檢測(cè)它
發(fā)布時(shí)間:2025-11-23 05:52:42 作者:玩站小弟
我要評(píng)論
一張X射線圖像揭示了一個(gè)類(lèi)似銀河系的星系邊緣的氣體暈。這種光環(huán)被認(rèn)為是神秘的、不可見(jiàn)的暗物質(zhì)的溫床。圖片來(lái)源:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局)神秘的地球uux.cn)據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)安德烈·費(fèi)爾德曼):
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一張X射線圖像揭示了一個(gè)類(lèi)似銀河系的星系邊緣的氣體暈。這種光環(huán)被認(rèn)為是質(zhì)可終知神秘的、不可見(jiàn)的時(shí)空上海包夜外圍上門(mén)外圍女姐(電話微信180-4582-8235)一二線城市均可安排、高端一手資源、高質(zhì)量外圍女模特空姐、學(xué)生妹應(yīng)有盡有暗物質(zhì)的溫床。(圖片來(lái)源:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局)
(神秘的輕輕地球uux.cn)據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)(安德烈·費(fèi)爾德曼):一項(xiàng)新的理論研究表明,科學(xué)家可能很快就能利用一批下一代衛(wèi)星探測(cè)到宇宙中最神秘的搖擺實(shí)體。
暗物質(zhì)——一種我們知之甚少的科學(xué)物質(zhì),它不發(fā)射、家可檢測(cè)吸收或反射光,道何但對(duì)其他物質(zhì)產(chǎn)生明顯的暗物引力影響——主導(dǎo)著宇宙。盡管暗物質(zhì)在空間中的質(zhì)可終知上海包夜外圍上門(mén)外圍女姐(電話微信180-4582-8235)一二線城市均可安排、高端一手資源、高質(zhì)量外圍女模特空姐、學(xué)生妹應(yīng)有盡有含量是普通物質(zhì)的五倍多,但它的時(shí)空成分和性質(zhì)仍然完全未知。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,輕輕德國(guó)電子同步加速器(DESY)中心的搖擺理論物理學(xué)家金亨進(jìn)提議使用引力波探測(cè)器來(lái)尋找暗物質(zhì)粒子。引力波探測(cè)器是科學(xué)一種旨在測(cè)量時(shí)空結(jié)構(gòu)中細(xì)微波紋的儀器,首次被阿爾伯特·愛(ài)因斯坦預(yù)測(cè)到。家可檢測(cè)
暗物質(zhì)作為波
關(guān)于暗物質(zhì)粒子的性質(zhì)有許多假設(shè),暗物質(zhì)粒子大量積累,在星系中形成所謂的暈。在2023年12月發(fā)表在《宇宙學(xué)和天體粒子物理學(xué)雜志》上的新論文中,金假設(shè)這些粒子可能非常輕,正如許多流行的暗物質(zhì)理論所預(yù)測(cè)的那樣。
“超輕粒子通常出現(xiàn)在許多超越標(biāo)準(zhǔn)模型的理論中,”Kim通過(guò)電子郵件告訴LiveScience。他補(bǔ)充說(shuō),其中一些粒子是暗物質(zhì)的“完美候選者”,對(duì)這種難以捉摸的實(shí)體可能的行為提出了一些有趣的暗示。
“與其他‘粒子’暗物質(zhì)候選者不同,超輕暗物質(zhì)粒子的行為更類(lèi)似于經(jīng)典(電磁)波,”Kim說(shuō)。
暗物質(zhì)的波動(dòng)特性可能會(huì)導(dǎo)致意想不到的行為。特別是,最近的理論研究表明,星系暈內(nèi)暗物質(zhì)的密度應(yīng)該發(fā)生隨機(jī)變化,推擠整個(gè)星系,并可能留下暗物質(zhì)組成的微妙線索。
“想象海洋中的波浪;我們一直看到海洋表面有波動(dòng),并且以不可預(yù)測(cè)的方式演變,”金說(shuō)。“超輕暗物質(zhì)暈也會(huì)發(fā)生同樣的情況,”金補(bǔ)充說(shuō),由此產(chǎn)生的波動(dòng)可能會(huì)使地球和太陽(yáng)之間的距離延長(zhǎng)數(shù)百萬(wàn)倍。
如果暗物質(zhì)是超輕的,如果它確實(shí)表現(xiàn)得像波,那么科學(xué)家有可能用引力波探測(cè)器探測(cè)到它的運(yùn)動(dòng)。
引力波探測(cè)器前來(lái)救援

一位藝術(shù)家對(duì)歐洲航天局剛剛批準(zhǔn)建造的天基LISA引力波探測(cè)器的印象。(圖片來(lái)源:uux.cn/EADS·阿斯特拉姆)
根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論,引力波是時(shí)空結(jié)構(gòu)中的波紋。
當(dāng)這樣的波通過(guò)引力波探測(cè)器時(shí),它會(huì)改變內(nèi)部空間的幾何形狀,暫時(shí)改變放置在探測(cè)器內(nèi)部的兩個(gè)鏡子或其他類(lèi)似物體之間的距離。這種微小的變化使科學(xué)家能夠探測(cè)到引力波的存在。
在他的研究中,金提出,這個(gè)距離不僅會(huì)被引力波改變,還會(huì)被移動(dòng)的暗物質(zhì)波動(dòng)改變,這種波動(dòng)可能會(huì)用其引力場(chǎng)吸引鏡子,就像地球吸引圍繞它運(yùn)行的天體一樣。
“這些波動(dòng)在太陽(yáng)系內(nèi)隨機(jī)移動(dòng),并不斷轟擊引力波探測(cè)器,”金說(shuō)。
為了了解現(xiàn)代引力波探測(cè)器是否能在理論上探測(cè)到超輕暗物質(zhì)的影響,金計(jì)算了不同大小的暗物質(zhì)粒子可能如何擾亂時(shí)空。金必須探索各種質(zhì)量——比電子質(zhì)量小16到28個(gè)數(shù)量級(jí)。
他的理論分析表明,對(duì)于所有這些質(zhì)量,現(xiàn)有的探測(cè)器(如激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)在2015年幫助證明了引力波的存在)將無(wú)法探測(cè)到暗物質(zhì)波動(dòng),因?yàn)樗鼈兊撵`敏度太低。
然而,有幾個(gè)未來(lái)引力波探測(cè)器的項(xiàng)目將位于太空中,它們的衛(wèi)星之間的距離不會(huì)像LIGO的鏡子之間的距離那樣只有幾英里,而是大約一百萬(wàn)倍。如果這個(gè)距離發(fā)生了哪怕很小的變化,變化的幅度應(yīng)該很大,以至于暗物質(zhì)的影響應(yīng)該是可以測(cè)量的。
“我發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)波動(dòng)轟擊可能會(huì)在引力波探測(cè)器中留下獨(dú)特的信號(hào),未來(lái)潛在的星載探測(cè)器可能能夠測(cè)試超輕暗物質(zhì)的假設(shè),”金說(shuō)。“我的提議利用了未來(lái)的星載引力波探測(cè)器,如激光干涉儀空間天線(LISA)。“
LISA目前計(jì)劃在2030年代中期發(fā)射,這一理論可能需要十多年才能得到驗(yàn)證。然而,金補(bǔ)充說(shuō),與此同時(shí),可能有其他方法來(lái)檢測(cè)暗物質(zhì)對(duì)時(shí)空的影響。
他說(shuō):“我目前正在研究快速旋轉(zhuǎn)的中子星的前景,作為探測(cè)這種波動(dòng)的另一種方法。”
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