宇宙中約85%的暗物質(dark matter)究竟是什麼,一直是近代天文物理欲解的大謎團,由台大團隊與西班牙學者共同發表的《暗物質波的量子干涉形成宇宙結構》論文,首度打破過去天文學界認為暗物質為「重」粒子的觀點,提出暗物質應為密度極大的「極輕型」粒子,並可望從此發現中進一步探索星系核心超重黑洞的形成原因,成果備受天文界重視,該篇論文並榮登最新一期全球知名物理期刊《自然物理》(Nature Physics)封面。

目前粒子物理學家多認為暗物質應是「重」粒子,有可能藉由位於日內瓦的「大強子對撞機」找到,但自2008年運轉以來,至今仍無任何發現,且重粒子觀點近年也因特性與矮星系觀測不符,飽受天文界質疑。

該篇論文由台大物理系博士薛熙宇、天文物理所教授闕志鴻以及西班牙巴斯克大學教授布羅荷斯特共同發表;闕志鴻說,過去曾有朝「極輕型粒子」方向研究的論文,但未再向下探討,自己覺得此觀點很有趣,因此決定試試看,看是否可以有新發現。

論文第一作者薛熙宇指出,之所以能證明「極輕型」粒子暗物質的空間分布與觀測到的矮星系結構吻合,是因為團隊研發出一套超高速、超高解析度的「三維動態數值模擬運算」機,讓天文電腦模擬的運算時間能縮短近百倍,並將空間解析度提升20多倍,才得以有今日的模擬成果。

闕志鴻說,這次研究也在「極輕型粒子」暗物質中發現超高密度的孤立子,並發現孤立子重量與星系重量有特定關係,而黑洞重量又與星系重量相關,「極輕型粒子」暗物質的孤立子是否與星系中超重黑洞的形成相關,將是未來探討重點。

(中時 )

#台大