宇宙早期的微弱引力波可能包含暗物質(zhì)最初形成方式的線索。圖片來(lái)源：Shutterstock

一項(xiàng)新研究表明，時(shí)空中微弱的古老漣漪可能是解開(kāi)物理學(xué)最大謎團(tuán)之一的關(guān)鍵。

根據(jù)美因茨約翰內(nèi)斯古騰堡大學(xué)（JGU）及PRISMA卓越集群的約阿希姆科普教授與斯旺西大學(xué)的阿扎德馬萊克內(nèi)賈德博士合作開(kāi)展的一項(xiàng)新研究，引力波可能在宇宙最初的時(shí)刻對(duì)暗物質(zhì)的形成起到了作用。

這項(xiàng)發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的研究介紹了新的計(jì)算方法，描述了一種此前未被探索過(guò)的暗物質(zhì)形成方式，涉及所謂的隨機(jī)引力波。

這項(xiàng)研究探討了粒子物理學(xué)中的一個(gè)核心問(wèn)題：宇宙是由什么構(gòu)成的。行星、恒星和生物等日常物體由可見(jiàn)物質(zhì)組成，但這只占宇宙的約4%。其余大部分是不可見(jiàn)的，由暗物質(zhì)和暗能量構(gòu)成。

暗物質(zhì)本身約占宇宙的23%。觀測(cè)表明它遍布太空，塑造著星系和最大的宇宙結(jié)構(gòu)。盡管它影響廣泛，但構(gòu)成暗物質(zhì)的基本粒子仍然未知?？茖W(xué)家們通過(guò)理論模型和實(shí)驗(yàn)搜索繼續(xù)研究這一謎團(tuán)。

一種顆粒形成的新方法

引力波是時(shí)空的漣漪，通常由黑洞或中子星碰撞等極高能量事件產(chǎn)生。相比之下，隨機(jī)引力波則來(lái)自一系列不涉及大質(zhì)量天體的過(guò)程。

這些較弱的波形成了彌漫整個(gè)宇宙的背景信號(hào)。其中許多可以追溯到宇宙歷史的最初階段。它們可能形成于諸如熱大爆炸后宇宙冷卻時(shí)物質(zhì)的相變等事件中，或是來(lái)源于原始磁場(chǎng)。

在這篇文章中，我們研究了引力波——人們認(rèn)為其在早期宇宙中普遍存在——部分轉(zhuǎn)化為暗物質(zhì)粒子的可能性