尽管天文学家无法直接发现暗物质,但他们已经积累了大量支持暗物质的证据。关键在于观察它对周围可见物质的影响。例如,研究人员可以看到,恒星在星系内的轨道运行速度比仅基于可见物质的速度更快。星系在星系团中的移动速度远远超过了应有的速度。来自早期宇宙的光有一个独特的指纹,这是不可能从填充宇宙的正常物质中产生的。所有这些证据都表明,宇宙中绝大多数物质都是未知的、不可见的,不与光相互作用
但除此之外,暗物质还是个谜。它可能是一种新的粒子,就像电子的幽灵版本。它可能是一组在宇宙中晃动的波浪。它甚至可能是在宇宙大爆炸的火焰中锻造的无数个微小黑洞
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但无论它是什么,暗物质都有引力,因此它自然会聚集在强引力区域。宇宙中引力最强的区域是黑洞,但因为它们不会让任何东西再次返回,所以在研究暗物质时没有用处
下一个最强的引力环境是死恒星的残余,尤其是中子星。中子星的密度是地球的100万亿倍,并且具有足够强的引力,可以使光围绕它们绕一圈运行。根据计划发表在《物理报告》杂志上的一项研究,它们也是研究暗物质的优秀实验室,因为它们可能是宇宙中神秘物质浓度最高的实验室。(该研究尚待同行评审)
在这项新研究中,研究人员探索了暗物质如何在中子星深处产生各种影响,这取决于暗物质是由什么组成的,以及它如何与正常物质相互作用。例如,暗物质粒子可能偶尔会相互作用,导致它们湮灭并释放少量能量。这种情况很少发生,但由于中子星内部暗物质浓度很高,它可能会释放出足够的热量来改变这些死恒星的内部动力学
如果暗物质在进入中子星的过程中撞击到正常物质的粒子,那么暗物质的积累就会使中子星升温。在最极端的可能性下,暗能量粒子可以沉积适量的能量,在中子星内部引发“超级爆炸”,引发失控的核连锁反应,引爆整个恒星,破坏它。
即使没有相互作用,暗物质也可能造成严重破坏。如果它在核心中积累,它将增加中子星的整体质量。如果质量过高,恒星;恒星的核心可能会内爆成黑洞,在这个过程中吞噬恒星的其余部分
2024-03-12
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