在最小星系周围的弥漫性气体-尘埃薄雾深处,暗物质可能积聚成冷滴,也就是所谓的“玻色星”。然而,我们甚至不知道神秘暗物质的真实身份,更不用说证明这些不可见球体存在的证据。但根据一个新的数学模型,如果这种推测成立,暗物质可能发生一些奇异的交互。
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。他们认为在规模最小的星系晕轮中,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。
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。
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。
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。”
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。”