暗物質(zhì)可能會(huì)在我們周圍的時(shí)空輕輕搖擺——科學(xué)家可能最終知道如何檢測它
一張X射線圖像揭示了一個(gè)類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、不可見的時(shí)空合肥廬陽區(qū)美女上門聯(lián)系方式崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款暗物質(zhì)的溫床。（圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局）
（神秘的輕輕地球uux.cn）據(jù)美國太空網(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)可終知合肥廬陽區(qū)美女上門聯(lián)系方式崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款含量是普通物質(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)問題，輕輕德國電子同步加速器（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器來尋找暗物質(zhì)粒子。引力波探測器是科學(xué)一種旨在測量時(shí)空結(jié)構(gòu)中細(xì)微波紋的儀器，首次被阿爾伯特·愛因斯坦預(yù)測到。家可檢測
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通過電子郵件告訴LiveScience。他補(bǔ)充說，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)粒子的行為更類似于經(jīng)典（電磁）波，”Kim說。
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)測的方式演變，”金說。“超輕暗物質(zhì)暈也會(huì)發(fā)生同樣的情況，”金補(bǔ)充說，由此產(chǎn)生的波動(dòng)可能會(huì)使地球和太陽之間的距離延長數(shù)百萬倍。
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器探測到它的運(yùn)動(dòng)。
引力波探測器前來救援
一位藝術(shù)家對(duì)歐洲航天局剛剛批準(zhǔn)建造的天基LISA引力波探測器的印象。（圖片來源:uux.cn/EADS·阿斯特拉姆）
根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，引力波是時(shí)空結(jié)構(gòu)中的波紋。
當(dāng)這樣的波通過引力波探測器時(shí)，它會(huì)改變內(nèi)部空間的幾何形狀，暫時(shí)改變放置在探測器內(nèi)部的兩個(gè)鏡子或其他類似物體之間的距離。這種微小的變化使科學(xué)家能夠探測到引力波的存在。
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)在太陽系內(nèi)隨機(jī)移動(dòng)，并不斷轟擊引力波探測器，”金說。
為了了解現(xiàn)代引力波探測器是否能在理論上探測到超輕暗物質(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）將無法探測到暗物質(zhì)波動(dòng)，因?yàn)樗鼈兊撵`敏度太低。
然而，有幾個(gè)未來引力波探測器的項(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)在引力波探測器中留下獨(dú)特的信號(hào)，未來潛在的星載探測器可能能夠測試超輕暗物質(zhì)的假設(shè)，”金說。“我的提議利用了未來的星載引力波探測器，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，與此同時(shí)，可能有其他方法來檢測暗物質(zhì)對(duì)時(shí)空的影響。
他說:“我目前正在研究快速旋轉(zhuǎn)的中子星的前景，作為探測這種波動(dòng)的另一種方法。”
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