天文學家發現,引力波可以“看見”暗物質!

最近有一個令人興奮的消息,天文學家可以通過一種叫做激光干涉儀空間天線(LISA)的設備探測到黑洞之間相互碰撞時發出的引力波。LISA由三個航天器組成,形成一個恆定的三角形圍繞太陽旋轉。如果有引力波通過該設備,就會輕微扭曲這個三角形中的兩邊,而這種輕微的扭曲可以通過航天器上的激光束檢測到。因此LISA可以為科學家們對宇宙的認知提供一種新的方法,使他們能夠通過研究不同光譜發現不同的現象。

天文學家發現,引力波可以“看見”暗物質!

矮星系是研究暗物質的天然實驗室

美國理論天體物理學中心和蘇黎世大學宇宙學中心的科學家們發現,LISA不僅可以幫助他們探測到引力波,還有可能幫助他們揭開宇宙的另一個秘密:暗物質。

天文學家發現,引力波可以“看見”暗物質!

根據當前的研究,暗物質大約佔據了整個宇宙85%的物質,然而,這也只是一個假設,從“暗物質”這個命名可以知道,目前我們就連一睹尊榮的機會都沒有,更不要說研究了。但是理論計算指出,如果沒有暗物質來填補宇宙的“空虛”,我們的所有星系將被撕裂,而不是形成星系旋轉運動。

對於矮星系來說更是如此,這類星系雖然“又矮又小”,但是它們確是這個宇宙的重要組成之一。讓天體物理學學家感興趣的是,矮星系的重要組成部分是我們看不見的暗物質,這就使它們成為了研究這種看不見摸不著的東西的天然實驗室。

黑洞和暗物質有些千絲萬縷的關係

據《天體物理學雜誌快報》報道,由烏日茲大學博士生托馬斯·拉姆法爾設計並實施的高分辨率矮星系誕生計算機模擬結果令人吃驚。通過計算,科學家們發現,黑洞的合併速率和矮星系中心暗物質數量之間有著千絲萬縷的聯繫。因此,通過測量黑洞碰撞合併時釋放的引力波,可以為暗物質粒子的性質提供可靠的線索。

天文學家發現,引力波可以“看見”暗物質!

目前,這種新發現的黑洞和暗物質之間的聯繫已經可以用精確的數學方法來描述。該研究小組的負責人盧西奧·邁耶強調說:“暗物質是矮星系的顯著特徵。因此,我們一直懷疑這會對宇宙學特性產生明顯的影響。”

這種聯繫的發現至關重要,而我們為LISA設計的觀測任務也在有條不紊的進行中。目前,這項研究成果在學界內得到了強烈的反響,物理學家們將引力波觀測的新應用視為一個非常有前途的新前景,它將是未來歐洲規模最大的太空任務之一,將在大約15年後進行,它將把宇宙學和粒子物理學聯繫起來。


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