科学家:“暗物质碎块”可能会穿越太阳系,并悄然改变一切

2022-07-24     星空天文

原标题:科学家:“暗物质碎块”可能会穿越太阳系,并悄然改变一切

引力波望远镜可以发现穿越太阳系的“暗物质”。

通过分析引力透镜现象,科学家可以知道宇宙中哪些地方存在暗物质,尽管我们看不到它。在这张图片中,暗物质分布在被着以蓝色的空间区域。 ESA / NASA

宇宙中存在一种幽灵般的物质,它看不见也摸不着,但是却会产生引力。科学家称之为“暗物质”。

有人想像暗物质来自“更高维度的空间”,甚至认为它是“灵魂”的栖息地。这当然不科学,但是暗物质本质的神秘性却是事实。因为直至今天,所有试图直接探测到暗物质的企图都以失败而告终。

大量的观测证据都间接支持暗物质的存在——从星系的自转,到宇宙大尺度结构的形成——这一切只靠普通物质的引力作用无法完成。

有人认为暗物质现象可能只是经典引力理论的一个缺陷,但是更多的学者愿意去寻找一种客观存在。

虽然我们可以通过观察天体的运行,间接地推算出暗物质可能在哪里——但是当我们看向那里时,那里却是一片虚空。

一些科学家希望通过实验,在微观世界里找到可能存在的暗物质粒子,然而也同样没有任何发现。

一派学说认为,暗物质是均匀分布在宇宙中的,我们可以通过实验来发现组成它的微观粒子。

而另一派认为,暗物质可能并非均匀分布,它们有很高的聚集性,会聚集在某处,形成类似于球状体的团块。这样的团块直径至少相当于一整个太阳系,它们有很多,能够在大尺度上影响星系和星系团的运行;但在小尺度上,其影响方式就不一样了。

我们没能探测到暗物质粒子,可能只是因为我们还没有撞大运——可能只是因为当我们探测暗物质粒子时,暗物质团块没有穿越我们的太阳系。

暗物质虽然不发光,也无法触摸,但它毕竟还是能够产生引力的。最近一些物理学家提出了一个新的方案,或许能够帮助我们找到暗物质。

这个方案是基于暗物质存在方式的第二种可能性提出的。他们认为,假如有暗物质团块穿越太阳系,那么就会细微地改变太阳系内的一切。通过感知这种变化,并设计一种新型的引力波望远镜,就可以发现它的到来。

在这一设想中,这种新型的引力波望远镜能够探测到频率约为1微赫兹的引力波,发现二十年一遇的暗物质团块太阳系穿越事件不在话下。

但是这套方案在理论上还有局限,因为我们不知道暗物质团块有多大。其次人类目前也还没有能力建造可以探测1微赫兹频率引力波的探测器。不过任何能够为探明真相而做的努力都应该被鼓励。

参考

Searching for Dark Clumps with Gravitational-Wave Detectors

https://arxiv.org/abs/2206.14832

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/b5f6804d144e7a511a616d7bac4efc34.html