暗物质是一种幽灵般的物质，天文学家几十年来一直未能探测到，但我们知道它对宇宙中的正常物质(如恒星和星系)有巨大的影响。通过它对星系施加的巨大引力，它使它们旋转起来，沿着它们的轨道给它们额外的推力，甚至把它们撕裂。

　　就像宇宙狂欢的镜子一样，它也会弯曲来自遥远物体的光线，产生扭曲或多重图像，这一过程被称为引力透镜。

　　最近的研究表明，通过产生爆炸的恒星，它可能会产生更多的戏剧性。

　　尽管暗物质对星系造成了巨大的破坏，但除了通过引力之外，我们对暗物质是否能与自身相互作用知之甚少。如果它受到其他力，它们一定很弱，否则它们就会被测量出来。

　　暗物质粒子的一种可能的候选者，由一类假想的弱相互作用大质量粒子(或wimp)组成，已经被深入研究，到目前为止还没有观测证据。

　　最近，其他类型的粒子，也弱相互作用，但非常轻，已成为关注的焦点。这些被称为轴子的粒子最初是在20世纪70年代末被提出来解决量子问题的，但它们也可能符合暗物质的要求。

　　wimp不能“粘”在一起形成小物体，而轴子却可以。因为它们很轻，大量的轴子就可以解释所有的暗物质，这意味着它们必须挤在一起。但因为它们是一种被称为玻色子的亚原子粒子，所以它们并不介意。

　　事实上，计算表明，轴子可能被挤得太紧，以至于它们开始表现得很奇怪——集体表现得像波一样——根据量子力学的规则，量子力学是一种支配原子和粒子微观世界的理论。这种状态被称为玻色-爱因斯坦凝聚，出乎意料的是，它可能允许轴子形成它们自己的“恒星”。

　　当波自己移动时就会发生这种情况，形成物理学家所说的“孤子”，这是一种局部能量块，可以在不扭曲或分散的情况下移动。这在地球上经常可以看到漩涡和漩涡，或者海豚在水下喜欢的泡泡环。

　　这项新研究提供的计算结果表明，这样的孤子最终会变大，变成一颗恒星，大小与正常恒星相似，或者比正常恒星更大。但最终，它们会变得不稳定并爆炸。

　　一次这样的爆炸(被称为“bosenova”)释放的能量可以与超新星(一颗爆炸的正常恒星)相媲美。考虑到暗物质远远超过宇宙中的可见物质，这肯定会在我们对天空的观测中留下一个标志。我们还没有找到这样的疤痕，但这项新研究给了我们一些寻找的东西。

　　观察性检验

　　这项研究的研究人员表示，由正常物质组成的周围气体会吸收爆炸产生的额外能量，并将其中一些能量释放回来。由于这种气体大部分是由氢构成的，我们知道这种光应该是无线电频率的。

　　令人兴奋的是，未来用平方公里阵列射电望远镜的观测可能会发现它。

　　因此，虽然暗星爆炸的烟火可能隐藏在我们的视线之外，但我们可能能够在可见物质中找到它们的后果。这一发现的伟大之处在于，它将帮助我们弄清楚暗物质实际上是由什么组成的——在这种情况下，最有可能是轴子。

　　如果观测没有探测到预期的信号怎么办?这可能不会完全排除这一理论，因为其他“类轴子”粒子仍有可能存在。然而，探测的失败可能表明，这些粒子的质量非常不同，或者它们与辐射的耦合并不像我们想象的那样强烈。

　　事实上，这种情况以前也发生过。最初，人们认为轴子会如此强烈地耦合，以至于它们能够冷却恒星内部的气体。但是，由于恒星冷却模型显示，没有这种机制，恒星也很好，因此轴子耦合强度必须低于最初的假设。

　　当然，不能保证暗物质是由轴子组成的。wimp仍然是这场竞赛的竞争者，还有其他的竞争者。

　　顺便说一句，一些研究表明，类似wimp的暗物质也可能形成“暗星”。在这种情况下，恒星仍然是正常的(由氢和氦组成)，暗物质只是为它们提供能量。

　　据预测，这些以wimp为动力的暗恒星是超大质量的，在早期宇宙中只存在很短的时间。但它们可以被詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到。最近的一项研究声称有三个这样的发现，尽管陪审团仍然不确定这是否真的是这样。

　　尽管如此，人们对轴子的兴奋之情仍在增长，并且有许多探测轴子的计划。例如，轴子在穿过磁场时会转化为光子，因此对具有一定能量的光子的观测是针对具有磁场的恒星，如中子星，甚至是太阳。

　　在理论方面，人们正在努力完善对宇宙在不同类型暗物质下的样子的预测。例如，轴子可以通过引力透镜使光弯曲的方式与wimp区别开来。

　　有了更好的观测和理论，我们希望暗物质的奥秘很快就能解开。

　　由The Conversation提供

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　　引文:“暗星”:暗物质可能会形成爆炸的恒星，观察这种破坏可能有助于揭示它的构成(2024,3月23日)

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