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俄科学家创建数学模型 证明暗物质可形成怪异“冷星”

发布时间:2018-10-30 11:20:15  作者:漫步宇宙  来源:漫步宇宙  阅读:78

    俄科学家创建数学模型 证明暗物质可形成怪异“冷星”
      科学家称暗物质可积聚成所谓的“玻色星”
      根据一支俄罗斯物理学家小组提出的数学模型,暗物质可能发生一些奇异的交互。他们认为在规摸最小的星系晕轮中,假想中的暗物质粒子可能不断积聚,形成所谓的“玻色星”。俄罗斯科学院核研究所的物理学家德米特里·勒夫科夫表示:“研究中,我们对光量子气体——发生引力交互的暗物质粒子的运动进行模拟。”
      不可见的暗物质在宇宙物质总量中的比重达到80%左右。暗物质不通过正常渠道与正常物质交互,例如通过电磁场交换光子。暗物质存在的唯一迹象是星系聚集获得额外的引力。这种引力虽小并且不可见,但科学家对其进行细致测绘,为揭示暗物质的本质提供关键信息。
    俄科学家创建数学模型 证明暗物质可形成怪异“冷星”
      艺术概念图,银河系的暗物质蓝色光晕
      由于暗物质对星系的引力,我们可以假定构成暗物质的物质速度不快,不足以进入虚空。暗物质一定以相对较慢的速度移动。这种行动迟缓的暗物质的一个候选者是被称之为“轴子”的假想粒子。它们是一种玻色子。除了帮助揭开暗物质谜团,科学家认为玻色子还能解答量子物理学中一个令人困惑的悖论。
      另一个候选者是所谓的模糊暗物质。它们是另一种玻色子,用于解答一个与星系光晕内暗物质分布有关的天体物理学谜题。不过,科学家尚未发现这些假想玻色子的存在迹象。如果存在,它们将在特定环境下发生一些有趣的现象。
    俄科学家创建数学模型 证明暗物质可形成怪异“冷星”
      神秘的暗物质究竟由什么构成,一直是个不解之谜
      研究论文作者指出这个模型首次将目光投向暗物质形成玻色-爱因斯坦凝聚态的动力学过程。玻色-爱因斯坦凝聚态是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态。此时的粒子摆脱混合状态同时失去它们的个体身份,显得非常诡异。
      此前进行的研究试图解答玻色子聚集在一起时可能出现的现象,例如在宇宙的婴儿时期。新研究中,科学家将目光投向玻色子之间的交互。
    俄科学家创建数学模型 证明暗物质可形成怪异“冷星”
      136亿年前宇宙暗物质分布模拟图
      勒夫科夫表示:“我们从最大混合下的维里化态开始,这是一种与玻色-爱因斯坦凝聚态相对立的状态。过了很长时间之后——粒子穿过研究中的模拟空间所需时间的10万倍——粒子自发形成一种凝聚态,而后在引力的影响下立即变成一个球滴,也就是所谓的玻色星。”
      具体地说,一个暗玻色子云中的物质变成相同粒子。此外,物理学家还发现这个云能够在引力作用下聚集在一起,形成一个球,也就是玻色星。这些假想物体的形成需要非常具体的条件,例如聚集在相对较小的矮星系光晕的中央。虽然会在宇宙的一生之中发生,但这个过程非常缓慢。
    俄科学家创建数学模型 证明暗物质可形成怪异“冷星”
      星系团Abell 3827,暗物质分布在蓝线一带
      这项研究提出的假设虽然带有一点科幻色彩,但有助于科学家在搜寻暗物质谜团线索过程中缩小范围。勒夫科夫表示:“显而易见,下一步工作是预测宇宙中的玻色星数量,同时利用光暗物质模型计算它们的质量。”
      在未来的某一天,科学家将最终揭示神秘暗物质的基本特性。到了那一天,我们很可能发现恒星之间的天域隐藏着一些令人着迷的新结构。研究论文刊登在《物理学评论快报》上。