尋找引力波——由宇宙大災難引起的時空脈動——可能有助於解開宇宙的另一個謎團——玻色子云以及它們是否是暗物質的主要競爭者。
為了探測潛在的玻色子云，研究人員使用強大的儀器，例如激光干涉引力波高級天文台 (LIGO)、Virgo Advanced 和 KAGRA，它們記錄了數十億光年以外的引力波。
玻色子云由幾乎無法檢測到的超輕亞原子粒子組成，已被提議作為暗物質的可能來源，暗物質約佔宇宙中所有物質的 85%。
現在，由澳大利亞國立大學 (ANU) 的科學家領導的 LIGO-Virgo-KAGRA 合作開展的一項重大新國際研究提供了尋找這些亞原子粒子的最佳機會之一，方法是尋找由圍繞黑洞運行的玻色子云引起的引力波.
來自澳大利亞國立大學引力天體物理中心的 Lilly Sun 博士說，這項研究是世界上第一個全天空調查，旨在尋找從快速旋轉的黑洞附近可能的玻色子云發出的預測引力波。
“在地球上幾乎不可能檢測到這些超輕玻色子粒子。 這些粒子，如果它們存在的話，質量極低並且很少與其他物質相互作用，這是暗物質似乎具有的關鍵特性之一。” 暗物質是無法直接看到的物質，但我們知道暗物質存在是因為它影響我們可以觀察到的物體。 但通過探測這些雲發出的引力波，我們或許能夠追踪到這些難以捉摸的玻色子粒子，或許還能破解暗物質密碼。 我們的搜索還可以讓我們排除一些我們的理論認為可能存在但實際上不存在的超輕玻色子粒子，”孫博士說。
Sun 博士也是 ARC 引力波探測卓越中心 (OzGrav) 的初級研究員，他說引力波探測器使研究人員能夠研究由此類雲釋放的快速旋轉黑洞的能量（如果存在）。
“我們相信，這些黑洞在其強大的引力場中捕獲了大量的玻色子粒子，形成了與它們相關的雲。 這種舞蹈已經持續了數百萬年，並繼續產生穿越太空的引力波，”她說。
儘管研究人員尚未探測到來自玻色子云的引力波，但孫博士表示，引力波科學“為科學家們打開了以前關閉的大門”。 “引力波的發現不僅提供了黑洞、中子星等宇宙中神秘緻密天體的信息，也讓我們能夠尋找新的粒子和暗物質。 未來的引力波探測器必將開闢更多的可能性。 我們將能夠深入宇宙，發現更多關於這些粒子的信息。 例如，引力波探測器對玻色子云的探測將提供有關暗物質的重要信息，並有助於推進其他暗物質搜索。 它還將更廣泛地提高我們對粒子物理學的理解，”她說。
另一個重要發現是，這項研究揭示了我們銀河系中存在玻色子云的概率，考慮到它們的年齡。 孫博士說，任何引力波的強度都取決於雲的年齡，越老的雲發出的信號越弱。 “玻色子云在失去能量時收縮，發出引力波，”孫博士說。
“我們了解到，在我們銀河系的任何地方都不太可能存在某種類型的小於 1000 年的玻色子云，而距地球約 10 光年的範圍內也不太可能存在長達 3260 萬年的雲。”
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