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黑暗是由轴心构成的吗? 黑洞合并可能会产生线索

2019-08-07

黑暗是由轴心构成的吗? 黑洞合并可能会产生线索

Gravitational Waves
艺术家对两个合并黑洞引起的引力波的印象。 照片:Swinburne Astronomy Productions

当研究人员与激光干涉引力波天文台(LIGO)相关时 - 其中包括华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的两个探测器 - 在2016年2月 ,科学家们称赞它为实验物理学的新时代。 他们认为,在时空结构中探测这些涟漪的能力,有朝一日可以让我们创造出宇宙的“引力图”,让我们一瞥原本永远隐藏的物体和现象。

根据发表在最新一期“物理评论”杂志上的 ,LIGO项目 - 在其先进的LIGO(aLIGO)迭代中 - 理论上可以实现更多。 该研究的作者指出,LIGO的引力波探测器可能能够探测到轴 - 一类物理学家认为构成暗物质的假想粒子 - 通过旋转黑洞产生。

暗物质是神秘物质的名称,占宇宙质量的85%。 问题是,我们不知道它是由什么构成的。 它可能是弱相互作用的大质量粒子(WIMP),它是重粒子,仅通过重力和弱核力或轴的作用与正常物质相互作用 - 一类极轻粒子,其存在是通过量子色动力学的扩展来预测的,是一种范围的

德国ForschungszentrumJülich研究中心的研究人员表明,如果斧子构成大部分暗物质,它们的质量将在50到1,500微电子伏特之间,使它们比电子轻100亿倍。 。 这意味着每立方厘米的宇宙平均应包含1000万个轴,而暗物质浓度较大的区域,如我们银河系的局部区域,每立方厘米应包含大约1万亿个轴。

在最新的研究中,来自周界理论物理研究所,斯坦福理论物理研究所和纽约大学宇宙学与粒子物理中心的研究小组认为,如果这些假想粒子具有预测的质量,旋转和碰撞黑洞应该产生一团轴 - 就像原子核周围的电子云一样 - 由于一种称为超辐射的现象。 反过来,这应该产生引力波,理论上可以由LIGO检测到。

此外,LIGO的探测器也可以观察到黑洞的角动量的变化,因为它被轴的云减慢 - 尽管这种方法不太有希望,因为测量黑洞的旋转是一项非常艰巨的任务。

“这是一个很棒的想法,”剑桥麻省理工学院(MIT)的粒子天体物理学家Tracy Slatyer没有参与这项工作,他告诉“ 。 “[LIGO]数据将会存在,如果我们看到某些东西,那将是惊人的。 ......这可能是我迄今为止看到的关于我们可能用引力波探测的新物理学最有希望的论文。“


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责任编辑:顾孵钲