在之前的文章中,曾经提出过,宙中几乎85%的物质还属于未知,这些看不见的物质究竟是什么,科学家们也毫无头绪,只能称它为“暗物质”。暗物质是一种不能与我们已知物质发生任何反应的物质,当前的科技也只能证实它的存在;而对于其他信息,可以说是一无所知。今天,就跟大家说一个有科学家提出有望帮助我们捕获暗物质的方法:利用黑洞来探测暗物质。
暗物质假想
这个观点,用更准确的话说,就是利用了当暗物质靠近黑洞时,会放射出的引力波,从而确切地感知到暗物质的存在。对于黑洞,我们都比较熟悉了,它就是宇宙中密度超高的点,其中的物质排列之紧密,引力非常强,甚至连光都无法逃脱黑洞的引力。
另外,你也可能听说过引力波,由爱因斯坦提出,并于2015年被激光干涉引力波天文台证实。引力波其实就是时空中的涟漪。产生的原因是巨大的物体会把空间变扭曲。截至目前,黑洞和引力波都是我们比较熟悉的实物了,对于它们是什么以及它们出现的原因有了不少了解。
黑洞
科学家曾假设的一种称为“轴子”的亚原子粒子,“轴子” 的提出本来是被用来解决物理学的另一难题:强CP问题。无意之中,科学家们发现它们也可能是解开暗物质之谜的关键!据预测,“轴子”的质量只有一个电子的十亿分之一,甚至更轻。但只要数量足够,它们就有可能组成所有看不见的物质。
引力波
所以关键点包括:黑洞、引力波和一大堆轴子。“轴子”这种粒子也应像波一样运动,粒子越轻,波长就越长。在假设理论中,轴子靠近旋转的黑洞,其波长长度和黑洞直径相当,这时候,就会出现一种称为超辐射的现象。
亚原子颗粒
超辐射是一种能使光子增加的过程,而轴子和光子具有不少相同的特性。旋转的黑洞会给予轴子更多能量,并以失控连锁反应方式制造出更多轴子。当一个黑洞附近有10的80次方的轴子,宇宙中的轴子就和原子一样多了。所有这些轴子,应该会放射某种独特的信号,且我们能够侦测到!
光子
科学家预测,它们不会随机分散,但会像电子围绕原子那样,以有序状态形成云;当相互撞击时,它们会同时湮灭,并制造出引力子:这又是一种从未得到证实的假设粒子!引力子传递引力,所以这个时候应该能从这些巨大的轴子云,也就是引力波侦测到它们!
原子
以当前技术水平的引力探测设备的灵敏度,还无法检测到这些引力波。而一旦灵敏度达到要求,引力探测器不同渠道侦测到引力波的波长一致,那就可以推测,这可能是由轴子造成!那一刻,暗物质的真相就水落石出了。
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