「极轻粒子」 暗物质新假说
2014-10-06 11:03
来源: 台湾醒报
构成宇宙多数质量的暗物质是天文学一大谜团，台大研究团队一反传统观点，指出暗物质是同时具有波和粒子性质的「极轻粒子」，并推论暗物质同时是黑洞的形成关键。由於理论结构完整，符合观测结果，可能改写未来宇宙物理学的研究方向，获选为《自然：物理》期刊的封面故事。
现代物理学认为，构成物质的质子、中子，仅占宇宙质量的极少数，推论出85%的质量应由「暗物质」组成。由於暗物质几乎不与物质作用，不发光，也没有电磁辐射，即使是人类物理科技的结晶「大强子对撞机」，迄今仍无法找出存在的证据。
【波形的极轻暗物质】近年物理学家近年质疑，暗物质或许并非「重」粒子，而是比电子还要轻的「极轻」粒子。参与研究的台大天文所教授阙志鸿解释，由於粒子的质量与波长成反比，粒子愈轻，波长愈大，极轻暗物质因此具有波的特质，且波长极长，可达100至1000光年，约等於「矮星系」大小。
论文第一作者、物理所博士薛熙于说，传统观测的尺度以百万光年大小的星系为主，而矮星系仅1000光年，空间解析度不足，自然难以看见其变化。研究人员自组袖珍版的超级电脑，成功将解析度提升20多倍，好比从超广角镜头到显微镜，将过去的观测结果放大研究，验证暗物质是极轻粒子的假说。
【孤立子与黑洞形成】黑洞也是宇宙学的另一大难题。研究团队还发现，星系核心中的超重黑洞，和被称为「孤立子」的超高密度物质波有关联。由於已知黑洞是由物质而非暗物质构成，阙志鸿推论，孤立子就像漏斗般，藉由强烈的重力吸引，能让星系内的物质「灌入」核心地带，形成黑洞。
这项突破性发现可能将改变传统物理界研究宇宙的方向，加上证据充足，荣登《自然：物理》7月份封面。不过，这项黑洞形成的新假说仍未经证实，阙志鸿形容，好比剪下100个人的头发，测量发丝的直径，发现与身高有相关，但并不知原因为何，尚待更深入的观测来验证。
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