寻找引力波——由宇宙大灾难引起的时空脉动——可能有助于解开宇宙的另一个谜团——玻色子云以及它们是否是暗物质的主要竞争者。
为了探测潜在的玻色子云，研究人员使用强大的仪器，例如激光干涉引力波高级天文台 (LIGO)、Virgo Advanced 和 KAGRA，它们记录了数十亿光年以外的引力波。
玻色子云由几乎无法检测到的超轻亚原子粒子组成，已被提议作为暗物质的可能来源，暗物质约占宇宙中所有物质的 85%。
现在，由澳大利亚国立大学 (ANU) 的科学家领导的 LIGO-Virgo-KAGRA 合作开展的一项重大新国际研究提供了寻找这些亚原子粒子的最佳机会之一，方法是寻找由围绕黑洞运行的玻色子云引起的引力波.
来自澳大利亚国立大学引力天体物理中心的 Lilly Sun 博士说，这项研究是世界上第一个全天空调查，旨在寻找从快速旋转的黑洞附近可能的玻色子云发出的预测引力波。
“在地球上几乎不可能检测到这些超轻玻色子粒子。 这些粒子，如果它们存在的话，质量极低并且很少与其他物质相互作用，这是暗物质似乎具有的关键特性之一。” 暗物质是无法直接看到的物质，但我们知道暗物质存在是因为它影响我们可以观察到的物体。 但通过探测这些云发出的引力波，我们或许能够追踪到这些难以捉摸的玻色子粒子，或许还能破解暗物质密码。 我们的搜索还可以让我们排除一些我们的理论认为可能存在但实际上不存在的超轻玻色子粒子，”孙博士说。
Sun 博士也是 ARC 引力波探测卓越中心 (OzGrav) 的初级研究员，他说引力波探测器使研究人员能够研究由此类云释放的快速旋转黑洞的能量（如果存在）。
“我们相信，这些黑洞在其强大的引力场中捕获了大量的玻色子粒子，形成了与它们相关的云。 这种舞蹈已经持续了数百万年，并继续产生穿越太空的引力波，”她说。
尽管研究人员尚未探测到来自玻色子云的引力波，但孙博士表示，引力波科学“为科学家们打开了以前关闭的大门”。 “引力波的发现不仅提供了黑洞、中子星等宇宙中神秘致密天体的信息，也让我们能够寻找新的粒子和暗物质。 未来的引力波探测器必将开辟更多的可能性。 我们将能够深入宇宙，发现更多关于这些粒子的信息。 例如，引力波探测器对玻色子云的探测将提供有关暗物质的重要信息，并有助于推进其他暗物质搜索。 它还将更广泛地提高我们对粒子物理学的理解，”她说。
另一个重要发现是，这项研究揭示了我们银河系中存在玻色子云的概率，考虑到它们的年龄。 孙博士说，任何引力波的强度都取决于云的年龄，越老的云发出的信号越弱。 “玻色子云在失去能量时收缩，发出引力波，”孙博士说。
“我们了解到，在我们银河系的任何地方都不太可能存在某种类型的小于 1000 年的玻色子云，而距地球约 10 光年的范围内也不太可能存在长达 3260 万年的云。”
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