陈根：超轻玻色子，或可解开暗物质之谜

文|陈根

1932年，丹麦的天文学家J.Oort教授观察到太阳系附近恒星的速度比牛顿万有引力定律所推论的来得快。这是人们第一次认识到，宇宙中有些物质是看不见但确切存在，且带有不可忽视的质量。随着科技的不断发展以及研究的不断深入，暗物质逐渐被人们认识到。

暗物质（Dark matter）是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。

现代天文学通过天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、微波背景辐射等观测，结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型（ΛCDM模型），大致确定宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。

可以说，暗物质是宇宙研究中最具挑战性的谜题——它无法被现有科学仪器直接观测，却能干扰星体发出的光波或引力。科学家们也一直致力于暗物质的进一步研究。

近日，有科学家提出，超轻玻色子的假想粒子可能是造成宇宙暗物质的原因。玻色子包括光子和传说中的希格斯玻色子。研究人使用强大的仪器，如激光干涉仪引力波天文台（LIGO）、Virgo和KAGRA，这些仪器可以探测到数十亿光年外的引力波，以定位潜在的玻色子云。

发现尽管无法直接观察到超轻玻色子，但它被认为会聚集在黑洞周围的云中，在那里“拖”住物体并减缓其旋转。最终，随着玻色子湮灭成其他粒子，云层本身开始缩小，这就产生了引力波。

引力波是通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。换句话说，引力波是物质和能量的剧烈运动和变化所产生的一种物质波。引力波的发现不仅提供了关于宇宙中神秘的紧凑物体的信息，如黑洞和中子星，它为寻找新粒子和暗物质提供途径。

科学家表示，黑洞很可能在其强大的引力场中捕获了大量的玻色子粒子，创造了一个与它们共同旋转的云，并不断产生引力波，在太空中急速穿梭。未来，使用引力波探测器发现玻色子将带来关于暗物质的重要见解，并帮助推进其他暗物质的搜索以及对粒子物理学的理解。