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2014-08-01臺大天文研究團隊提出暗物質新解 536 期

Author 作者 編輯部
7/1   宇宙中有25%的暗物質(dark matter),天文學家致力於觀測研究此神祕的物質。臺大物理系薛熙于博士、天文物理所闕志鴻教授及西班牙巴斯克大學的布羅荷斯特教授所組成的研究團隊,對於暗物質提出新見解。他們認為暗物質為「極輕型粒子」,打破以往對於暗物質為「重」粒子的觀點。此重大研究結果,將可能改變世界上對於暗物質的研究方向。

闕志鴻教授表示,暗物質常以波的型態來表達其特性,是一種「量子波」,波長極長,約為100~1000光年。依量子力學,粒子的質量與其波長成反比,藉由矮星系(dwarf galaxies)內部數千顆恆星的觀測數據,推測出「極輕」暗物質質量約為電子質量的10-28倍。

論文中還提到,若將星系當作是一個氫原子的量子束縛系統,則其基態就處於核心地帶,且為一非線性的球狀體,被稱為「孤立子」(soliton)。擁有超高密度的物質波,在傳統暗物質中並不存在,為「極輕型粒子」特有的觀測現象。研究團隊還發現,孤立子的質量和星系的質量有特定的關係。

本次研究除了在理論觀念上有所突破外,還研發出獨特超高速及解析度極高的「三維動態數值模擬運算」機,將天文電腦模擬的運算時間縮短近百倍。