四川
科学家最新研究提出，黑洞相撞可能会“搅动”暗物质，其留下的痕迹或可通过引力波被探测到——这为破解暗物质之谜提供了全新路径。
一幅插图展示了两个正在碰撞的黑洞，其两侧是暗物质。
此前，科学家一直致力于寻找粒子物理标准模型之外的粒子来解释暗物质，而新研究给出了另一种思路：不再试图“看见”暗物质，而是通过引力波“聆听”它的痕迹。
研究团队指出，当两个黑洞在致密暗物质云区域合并时，会产生时空涟漪——引力波，而暗物质可能会在这些涟漪中留下微小但可识别的印记。这一现象的前提是，旋转的黑洞能像搅拌奶油一样，将暗物质“搅打”成密度更高的状态，就像宇宙级的“黄油”。
具体而言，一种假设中的“轻标量粒子”若构成暗物质，会在黑洞周围以协调的波的形式存在。旋转黑洞的能量会传递给这类暗物质，使其密度大幅提升，进而影响引力波形态，留下特征印记。
引力波（蓝波和红波）会携带两个合并黑洞所穿过的任何暗物质（浅紫色）的痕迹。
研究人员分析了28个清晰的黑洞合并信号，发现其中一个名为GW190728的信号，疑似携带了暗物质的痕迹。该信号来自80亿光年外、总质量为太阳20倍的双黑洞合并，其特征与暗物质“黄油”影响下的引力波形态高度吻合。
“利用黑洞寻找暗物质将是一项了不起的成就，我们能探测到更小尺度的暗物质。”团队成员、阿姆斯特丹引力天体粒子物理研究所研究员罗德里戈·维森特表示。研究负责人、麻省理工学院的何塞·奥雷科特西亚补充道，黑洞能增强暗物质密度，为探测其痕迹提供了关键机制。
团队强调，目前这还不能作为暗物质存在的明确证据，但为后续研究指明了方向。随着暗物质探测器进入灵敏度更高的运行阶段，这种通过引力波探测暗物质的方法，或将成为破解暗物质之谜的重要突破口。
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