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暗物質也許不是粒子,而是巨大的隱形天體

我們至今仍不知道暗物質到底是什麼,但幾乎可以肯定它確實存在。從星系旋轉速度異常,到宇宙中最大結構的形成,暗物質的間接證據無處不在。幾十年來,宇宙學家普遍認為,暗物質是一種標準粒子物理模型之外的奇異粒子。這種粒子不與光發生相互作用,幾乎不和普通物質接觸,只通過引力影響宇宙。

問題在於,人們已經花了很長時間去尋找這些暗物質粒子,但結果一無所獲。這迫使理論物理學家開始提出更激進的想法。

一種可能性是,暗物質根本不是由無數微小粒子組成的。相反,它也許是由數量不多、體積巨大的天體構成。2025年11月,一項發表在開放預印本平台arXiv上的研究,就探討了兩種這樣的奇異對象。

第一種被稱為玻色子星。在這一模型中,暗物質由一種極端輕的粒子組成,這種粒子甚至可能比中微子還要輕上數百萬倍。由於質量太小,它們在星系尺度上更像波,而不是一個個獨立的粒子。但在某些情況下,這些波會在自身引力作用下聚集在一起,形成穩定的結構,卻不會坍縮成普通恆星。

另一種可能被稱為q球。在這個設想中,暗物質甚至不是粒子,而是一種遍佈整個時空的量子場。由於這種場具有特殊性質,它在某些地方可能會發生收縮,形成巨大的、穩定的團塊。這些團塊在宇宙中漂浮,就像一鍋沒攪勻的湯里懸着的一團麵粉。

無論是玻色子星還是q球,都屬於一種更廣義的概念,奇異天體型暗物質對象。這些東西有一個共同特點,它們體積很大,大小接近恆星,卻幾乎不發光,因此在傳統的天文觀測中幾乎是隱形的。

不過,天文學家發現,它們並非完全無法察覺。如果這樣的天體從我們和一顆遙遠恆星之間經過,其強大的引力會彎曲恆星發出的光,產生引力微透鏡效應。從地球看過去,恆星的位置會突然發生偏移,隨後又迅速恢復正常。

這意味着,只要長時間盯着大量恆星,理論上就有機會捕捉到這種短暫而獨特的信號。幸運的是,人類已經擁有合適的工具。Gaia空間望遠鏡的任務之一,就是長期、高精度地測量恆星的位置變化。

研究團隊提出,可以系統性地分析Gaia的數據,尋找恆星位置突然跳變的信號,這是玻色子星或q球經過時留下的關鍵痕跡。如果這類天體真的存在,Gaia可能已經記錄下了多達數千個這樣的事件。

即便最終沒有發現任何跡象,這項搜索依然有價值。它將為玻色子星和q球在暗物質中所佔比例設定嚴格上限,幫助科學家排除部分理論。無論結果如何,這種凝視宇宙黑暗角落的努力,都會讓我們對暗物質的真實面貌多了解一點。

責任編輯: 李華  來源:煎蛋網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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