找到暗物质的一种新思路


我们能观测到暗物质星球的爆炸踪迹吗？（图片来自网络）

长期以来，暗物质始终难以找到，这是令人泄气的。我们不但在实验室设备中检测不到暗物质，在宇宙范围内，我们也只能推测其存在的可能性，却始终无法证实。

现在，有一种新的理论，认为一大部分暗物质也许都被束缚在一个个类似海王星大小的星体中，我们称其为暗物质星球。虽然它们对我们是不可见的，但是星球周边会聚集氢和氦，产生核聚变，这可以为我们提供其存在的证据。


海王星的体积大概是地球的57倍，在这种理论中，暗物质星球和海王星大小类似

暗物质星球理论的出现：

其实，我们身边到处都是暗物质存在的理由。比如：恒星围绕着星系核旋转的速度太快；星系在星系团中移动的速度太快；宇宙微波背景辐射，这种宇宙年龄在38万年时发出光线的“余晖”，其特征也需要暗物质来解释。除此之外，还有大量的理由表明暗物质的存在，而且没有任何一个替代理论可以解释如此多的观测事实。


与此同时，我们却无法在各种实验中直接检测到暗物质。部分原因也许是运气不佳，无论暗物质是什么，它对普通物质的影响即使存在，也会非常非常罕见；也有可能是我们的设备不够灵敏，或者我们实验的时间不够长，导致无法获得确定的证据。

还有一种可能，就是大量暗物质只存在于宇宙中，而不是在我们的实验室里。


暗物质星球的诞生：

暗物质星球的形成理论可以解释为何这种物质不会出现在实验室中：因为大部分暗物质并非均匀的分布在星系中，而是聚集在一个个类似小星球到海王星大小的球体中。而我们的探测设备只能在这种球体穿过时才能发现它。

这是一个有趣的想法，但是像任何科学假说一样，我们需要做进一步的测试验证。

而论文也给出了具体的描述，作者表示，暗物质星球并不是简单的在早期宇宙形成，然后在那里静静的“躺”了几十亿年。


按照作者观点，暗物质形成的时间要比其它物质早得多。在宇宙早期，还是一团等离子体物质时，正常物质和辐射尚未分离，一切都是原子状态，无法形成更大的物体。但是暗物质与正常物质或者光子并不会有交互反应，因此它们会自由的聚集形成一个个暗物质星球。


地球上的美丽极光也是一种等离子体现象

之后宇宙开始渐渐冷却，等离子体开始中和，正常物质开始逐渐聚集，最终形成恒星和星系。但同时，一些正常物质会被引力吸引到暗物质星球附近，这时事情就开始变得有趣了。


暗物质爆发过程：

研究者发现在这种理论下，暗物质星球会先在周围吸引一层氦气，因为这是早期宇宙从等离子体中最先分离出来的元素。然后再开始吸引氢气，于是会在氦气层外形成一个更厚的氢气层。


如果跳入暗物质星球，你会感觉很奇怪，氢气层是温暖的，因为它被引力束缚在一个致密的物体周围，摩擦会导致其发光。当你来到下面的氦气层，在穿过它之后，你却看不到任何东西。暗物质星球的内核是完全不可见的，你只会发现你被一层发光的等离子体所包围。

研究者发现，如果在暗物质星球周围聚集了太多的氦气和氢气，它们有可能达到临界温度和密度，然后失控，产生核聚变反应。有时这种反应会表现为一次闪光或者物质喷发，而有时则会引爆整个的氦气和氢气物质，其亮度可以达到超新星爆发的级别。


猛烈的超新星爆发，暗物质星球的爆发可能与其亮度类似

所有这些过程对暗物质星球本身没有影响，因为暗物质对正常物质的反应完全不在意，但这些爆发过程对我们来说却是可见的，可以带给我们暗物质星球存在的证据。

研究者发现这些爆发过程在能量和频率方面类似于X射线爆发，X射线爆发在宇宙中非常常见。这并不完全确定，研究人员仍然需要分析这种暗物质星球爆发与更常见的天体物理学现象之间的差异及其原因。但如果存在差异，我们也许可以使用已被观测到的所有X射线爆发清单，来得到暗物质及其星球存在的证据。

BY: Paul Sutter

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