天文學(xué)家開始尋找神秘的q-balls _暗物質(zhì)

一張用綠岸望遠(yuǎn)鏡（GBT）的數(shù)據(jù)制作的史密斯云的假彩色圖像。新的分析表明，它包裹在暗物質(zhì)光環(huán)中。Credit: NRAO/AUI/NSF
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（by Paul M. Sutter, Universe Today）：我們的宇宙可能以被稱為q-balls的大而宏觀的暗物質(zhì)團(tuán)為特征。這些q-balls是絕對(duì)看不見的，但它們可以通過微小的星光放大來顯示它們的存在。
我們目前還不了解暗物質(zhì)的性質(zhì) 。但我們確實(shí)知道它存在。多條獨(dú)立的證據(jù)線都表明宇宙中絕大多數(shù)物質(zhì)不與光或正常物質(zhì)相互作用。無論出于何種意圖和目的，它都是無形的。但是，我們可以通過暗物質(zhì)對(duì)正常物質(zhì)的引力影響，在任何地方看到暗物質(zhì)的證據(jù) 。例如，考慮到星系內(nèi)部可見物質(zhì)的數(shù)量，星系旋轉(zhuǎn)得太快了。星系團(tuán)的氣體溫度太高，正常物質(zhì)無法解釋。就我們所能看到的物質(zhì)量而言，甚至宇宙大規(guī)模結(jié)構(gòu)的發(fā)展也太快了。
在我們對(duì)暗物質(zhì)及其性質(zhì)有了更好的理解之前，我們必須努力發(fā)展關(guān)于它可能是什么的想法。大多數(shù)暗物質(zhì)理論都假設(shè)它是某種奇異的費(fèi)米子。費(fèi)米子是一種物質(zhì)，它是自然界的基石，就像電子和質(zhì)子一樣。但其他關(guān)于暗物質(zhì)的理論則有點(diǎn)奇怪，認(rèn)為它可能是玻色子的一種形式。玻色子通常與自然界的力載體聯(lián)系在一起，比如攜帶電磁力的光子和攜帶強(qiáng)大核力的膠子。
但暗物質(zhì)可能是一種全新的玻色子。如果是的話，它可能會(huì)有一些奇怪的財(cái)產(chǎn) 。例如，這種奇異形式的暗物質(zhì)在整個(gè)星系中可能并不完全平滑。相反，它可能會(huì)形成恒星大小的穩(wěn)定團(tuán)塊。這些被稱為q-balls的團(tuán)塊將保持穩(wěn)定但不可見，在每個(gè)星系中漂移。
在最近發(fā)表在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上的一篇論文中，一組天體物理學(xué)家提出了一種搜索q-balls的方法。因?yàn)樗鼈儾话l(fā)射或吸收光，我們無法通過正常的天文技術(shù)來尋找它們。但q-balls仍有大量物質(zhì)被壓縮成相對(duì)較小的體積。這可以像宇宙中任何其他大質(zhì)量物體一樣彎曲光的路徑。
如果一個(gè)q-balls恰好穿過我們的視線到達(dá)一顆遙遠(yuǎn)的恒星，那么當(dāng)我們觀察這顆恒星時(shí) ，光線會(huì)暫時(shí)彎曲并放大，產(chǎn)生一種稱為微透鏡的效果。這種影響將非常微?。?但原則上是可以測(cè)量的。
事實(shí)上，論文背后的團(tuán)隊(duì)利用現(xiàn)有的微透鏡調(diào)查，看看是否可以排除q-balls的存在。他們發(fā)現(xiàn) ，如果q-balls存在，它們只能占宇宙中所有暗物質(zhì)的百分之幾。
不管怎樣，這些結(jié)果都不是決定性的，但它們確實(shí)意味著朝著理解暗物質(zhì)的本質(zhì)又邁出了一步。