宇宙中也許隱藏著一種能解釋暗物質的奇特天體！

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宇宙中也許四處隱藏著一種奇特的天體，它們形同恆星，行為方式卻如同一顆巨大的原子。研究人員近日首次對這些奇特的「量子恆星」的形成方式進行了解釋。

假如這些天體真的存在，也許有助於解釋暗物質（一種佔據了宇宙質量的27%、但不會發射光線的未知物質）。它們也許還是明亮、快速的宇宙射電暴的來源，而這種射電暴一直令天文學家困惑不解，甚至助長了外星文明之說。

不同於普通恆星，這些所謂的「軸子星」（假設真的存在）並不會發光。它們的顏色十分黯淡，因為構成它們的假想粒子「軸子」很可能是一種暗物質。各種理論預測的軸子質量相差很大，但基本都認為軸子質量極輕，可能僅有質子的1031分之一。

冰冷黯淡的恆星

若軸子真的存在，它們幾乎不會發生相互作用。但如果引力能夠設法將它們聚集在一起，它們就會形成一個極為奇特、不同於任何恆星的緻密球體。這是因為軸子是一種玻色子，即光子所屬的一類粒子。

在量子物理中，粒子的能量是離散的，即粒子處於特定的能量等級上。與電子和質子所屬的「費米子」不同，如果是玻色子，則多個粒子可以同時處於同一能級。在軸子星中（或者更寬泛地說，在玻色子恆星中），每個軸子都將處於最低能級上，因此整個恆星都會表現出相同的量子行為，如同一個巨大的粒子。

這種奇特的物體又叫「玻色-愛因斯坦凝聚物」。科學家在實驗室中將原子冷卻到接近絕對零度，便可造出這種物質。這種凝聚物在實驗室中還可形成超流體，即摩擦力為零的流體。

據該研究的共同作者、俄羅斯科學院核研究所物理學家迪米特里·勒夫科夫介紹，此前曾有物理學家提出，軸子之間的引力太低，無法將其聚合為恆星。

「須臾」之間即可形成軸子星

但10月12日發表在《物理評論快報》上的最新計算機模擬結果顯示，軸子星其實很容易形成，具體還要取決於軸子的質量。如果是相對較重的QCD軸子，形成恆星約耗時10億年。（QCD軸子是最受物理學家推崇的暗物質「候選人」之一，因為它可以解決一個與強相互作用力相關的未解之謎。）

而如果是一種極輕的軸子（質量約為QCD軸子的10萬萬億分之一），可能僅需1000萬年便可形成軸子星。

「只要時間足夠長，僅靠引力就能形成玻色-愛因斯坦凝聚物，這點實在有趣，更何況這一時間並未超出宇宙的年齡。」華盛頓大學聖路易斯分校物理學家布帕爾·戴夫指出。他並未參與此次研究。

勒夫科夫表示，此前的計算機模擬都是先從小塊軸子玻色-愛因斯坦凝聚物開始，讓這些小塊通過引力相互吸引、進而組合成軸子星。但在此次新模擬中，研究人員僅從一團分散的軸子云著手，結果發現它們自己便可形成恆星。勒夫科夫稱：「看到這顆玻色-愛因斯坦恆星形成後，我們非常激動。」而隨著時間的流失，這顆恆星還會聚集更多的軸子，規模不斷增長。

「這項研究做得不錯，」瑞典斯德哥爾摩大學物理學家塞巴斯蒂安·鮑姆評價道，「它為我們理解這類天體及軸子暗物質奠定了重要基礎。」

鮑姆還指出，假如大部分暗物質都存在於這些恆星之內，其它地方的軸子就會更加罕見，在地球上用「軸子暗物質實驗」等探測器尋找軸子也會更加困難。

軸子星自己也會生成可被探測到的信號。軸子會衰變成光子，因此軸子星只要發生一連串粒子反應，就會產生可被探測到的輻射。此外，若軸子星與中子星相撞，便會產生強大的射電輻射暴，這或許可以解釋令天文學家困惑不已的神秘快速射電暴。過去幾年間，天文學家探測到了數十次來源不明的強大宇宙射電信號。人們對此的解釋堪稱五花八門，外星文明便是其中之一。

來源：新浪探索

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