暗物質新假說 台大登《自然》封面

2014/7/2   (7751)   原稿來源: https://tw.news.yahoo.com/%E6%

構成宇宙多數質量的暗物質是天文學一大謎團，台大研究團隊一反傳統觀點，指出暗物質是同時具有波和粒子性質的「極輕粒子」，並推論暗物質同時是黑洞的形成關鍵。由於理論結構完整，符合觀測結果，可能改寫未來宇宙物理學的研究方向，獲選為《自然：物理》期刊的封面故事。

現代物理學認為，構成物質的質子、中子，僅占宇宙質量的極少數，推論出85%的質量應由「暗物質」組成。由於暗物質幾乎不與物質作用，不發光，也沒有電磁輻射，即使是人類物理科技的結晶「大強子對撞機」，迄今仍無法找出存在的證據。

【波形的極輕暗物質】近年物理學家近年質疑，暗物質或許並非「重」粒子，而是比電子還要輕的「極輕」粒子。參與研究的台大天文所教授闕志鴻解釋，由於粒子的質量與波長成反比，粒子愈輕，波長愈大，極輕暗物質因此具有波的特質，且波長極長，可達100至1000光年，約等於「矮星系」大小。

論文第一作者、物理所博士薛熙于說，傳統觀測的尺度以百萬光年大小的星系為主，而矮星系僅1000光年，空間解析度不足，自然難以看見其變化。研究人員自組袖珍版的超級電腦，成功將解析度提升20多倍，好比從超廣角鏡頭到顯微鏡，將過去的觀測結果放大研究，驗證暗物質是極輕粒子的假說。

【孤立子與黑洞形成】黑洞也是宇宙學的另一大難題。研究團隊還發現，星系核心中的超重黑洞，和被稱為「孤立子」的超高密度物質波有關聯。由於已知黑洞是由物質而非暗物質構成，闕志鴻推論，孤立子就像漏斗般，藉由強烈的重力吸引，能讓星系內的物質「灌入」核心地帶，形成黑洞。

這項突破性發現可能將改變傳統物理界研究宇宙的方向，加上證據充足，榮登《自然：物理》7月份封面。不過，這項黑洞形成的新假說仍未經證實，闕志鴻形容，好比剪下100個人的頭髮，測量髮絲的直徑，發現與身高有相關，但並不知原因為何，尚待更深入的觀測來驗證。