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在过去的十年中,我们对宇宙的了解已经越来越多,但我们仍然缺少一些组成星际的线索。除此之外,在我们的可观察宇宙中,我们还无法解释,占有超过25%至27%的质量和能量,以及80%的引力。科学家认为,这些暗物质粒子在很大程度上是不可知的,我们仍然检测不到。
然而,科学家们最近提出了一个新的模式来帮助我们了解这些粒子,我们有可能“听”到他们。
这里感兴趣的暗物质颗粒称为轴子,这是假设的亚原子粒子,它们非常轻,电中性,已经困扰科学家们超过40年了。加拿大周边理论物理研究所的一组研究人员提出了一个理论,可以帮助解释这些暗物质是什么,并找到它们。
为了做到这一点,他们结合了几个最疯狂的物理概念,如黑洞,引力波和暗物质。研究人员Masha Baryakhtar说:“基本思想是,我们试图使用黑洞,这种宇宙中最密集,最紧凑的物体,来寻找新的粒子。”
当然,它有助于引力波(爱因斯坦广义相对论的一个基本部分)在2016年被发现和确认,提供了一个处理方法。Baryakhtara及其同事在“物理评论D”杂志上提出了一种通过遵循“引力原子”模型来理解黑洞和轴子的方法。
在这个模型中,黑洞的工作原理就像以轴子为电子的原子。原子和电子通过电磁相互作用,而轴与引力与黑洞相互作用。轴子绕着一个黑洞,获得和失去能量并释放引力波。当黑洞旋转时,它可以在它周围的空间,通过超辐射效应产生更多的轴子。这可能产生10 ^ 80个轴子,与整个宇宙中的原子总数一样多。
现在,考虑到轴子的估计丰度,现在,考虑到轴的估计丰度,研究人员认为,有可能实际上听到由“黑洞-轴子”系统的这种类似原子的行为产生的引力波的嗡嗡声。Baryakhtar说:“你会看到这个特定的频率大约是轴子的质量的两倍。”为了检测这些,科学家们可以依靠检测到引力波的仪器,称为激光干涉仪引力波观测台(LIGO)的巨型探测器。
这些可以调整以收听轴子。Baryakhtar解释说:“凭借目前的敏感度,我们处于检测轴子的边缘。但是,LIGO将继续改进其仪器,并且在设计敏感度方面,我们可能会看到多达1000s的这些轴子信号。”
当然,这仍然只是理论,理论物理学是一个艰难的领域,但是LIGO这样的工具正在帮助我们了解世界之外广阔的,未知的空间。正如它有助于发现以前仅在理论上存在的引力波,LIGO可能很快会发现像轴的粒子。我们可能正在进入物理学的新时代。 |
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