原标题:西媒:70亿年前神秘信号或为“透明星体”合并产生 来源:参考消息网
参考消息网4月28日报道 西班牙《国家报》网站最近发表题为《隐形星体发出的信号或许可以解释宇宙暗物质的秘密》的报道称,一个超过70亿年前产生的引力波信号(迄今为止捕获到的最大引力波信号)已成为当今物理学研究中最具争议和最令人兴奋的现象之一,因为根据现有的宇宙法则和定律,它不该存在。科学家们提出一个非常大胆但颇有道理的解释:该信号并不是由两个黑洞碰撞产生的,而是由两颗透明星体合并产生,而透明星体由一种此前从未观测到的新粒子组成。全文摘编如下:
2019年5月,两个能够捕获这种爱因斯坦预言的时空微小波动的精密探测器“看到”了这一信号。该信号仅持续了1/10秒。
一个由数百名科学家组成的国际团队利用两个探测器——美国激光干涉仪引力波观测台(LIGO)探测器和欧洲“处女座”(Virgo)探测器——对这一引力波信号进行了长达数月的分析。2020年9月,他们得出一个保守甚至有些无聊的结论:这一引力波信号来自两个黑洞的碰撞。一些物理学家将这一结论称为符合预期的“香草味冰激凌”。
但这里有一个问题。根据现有的天体物理学定律,这些黑洞中至少有一个是不存在的。
许多物理学家脑海中浮现出一些更大胆和更令人兴奋的解释,因为他们认为从中能发现全新的现象和未知的粒子,就像一种奇特而出人意料的“怪味冰激凌”。
现在,LIGO和Virgo项目的部分科学家发表了一项新研究结果。在这项新研究中,他们提出一个非常大胆但颇有道理的解释:该信号并不是由两个黑洞碰撞产生的,而是由两颗透明星体合并产生,而透明星体由一种此前从未观测到的新粒子组成。这种新粒子是一种超轻玻色子,质量是电子的数十亿分之一。
从理论上来说,超轻玻色子可能会帮助解开宇宙中最大的谜团之一:暗物质是什么?天体物理学证据表明,暗物质约占宇宙总质量的27%,而已知物质仅占5%。
这些超轻玻色子星体在上世纪50年代后期被理论化,并在随后的十年中被研究人员更详细地描述。它们是由不发光的粒子组成的星体,与黑洞类似。但是,它们并不是宇宙中的“大黑点”,而是对我们的眼睛来说完全透明的星体。到目前为止,由于缺乏解释其形成和运行的必要技术和模型,我们尚无法验证其存在。
当2019年5月捕捉到这个不该存在的引力波信号时,西班牙天体物理学家何塞·安东尼奥·丰特的团队已经花费了数年时间来研究能够预测超轻玻色子星体行为的数学模型。物理学家们称这些星体为“黑洞的模仿对象”,因为它们与黑洞具有一些共同的特性。
西班牙加利西亚高能物理研究所研究员胡安·卡尔德隆·布斯蒂略介绍说:“两者之间的最大区别是,一颗超轻玻色子星体没有事件视界,因此它永远不会把我们吞没,会有一条逃逸的路径。”布斯蒂略同时也是LIGO项目的团队成员。布斯蒂略负责对引力波信号新研究中的统计学分析工作。该研究发表在著名的《物理评论快报》周刊上。
布斯蒂略的同事、来自葡萄牙里斯本大学的尼古拉斯·桑奇斯-瓜尔对这些超轻玻色子星体和黑洞进行了数学模拟。该研究团队比较分析了哪种模型更能解释捕获的信号,是黑洞还是超轻玻色子星体。
布斯蒂略说,结果表明,由超轻玻色子星体合并产生的可能性大约是由黑洞碰撞产生的8倍。
这是一个令人兴奋的初步结果,但仍限于非常初步的程度。用统计学的术语来说,这些科学家所言属实的概率约为2西格玛。但是,要在物理学中标记一个发现,需要5西格玛。
这些物理学家提供的最有趣证据是,他们已经计算出了形成这些星体的超轻玻色子的质量。他们的计算结果符合关于这些粒子的理论预测。