暗物質可能拖慢黑洞自旋速度，新研究縮小超輕玻色子質量範圍

雖然暗物質不可見，但麻省理工學院團隊認為或許黑洞周圍存在理論上的超輕玻色子，並且它們會拖慢黑洞自旋速度而得以「現形」。但由於我們不清楚玻色子到底小到什麼程度，最近麻省理工學院團隊分析了雙黑洞與超輕玻色子互動結果，並從中排除特定質量範圍的玻色子。

超輕玻色子目前仍是假想粒子，其質量比電子質量的十億分之一還要小，而研究呼聲非常高的軸子就是超輕玻色子的一種，由於它們是如此小，以至於它們幾乎不會與宇宙中任何事物發生相互作用——但也許某些黑洞除外。

量子理論預測，超輕玻色子的工作方式與經典物理學中的大尺度物體不同，它應該具有與質量成反比的康普頓波長（Compton wavelength），也就是具有極長波長，甚至可與具一定質量的黑洞半徑相當。

麻省理工學院團隊新研究便認為，具有一定質量的黑洞或許會吸引大量超輕玻色子堆積在周圍，並且玻色子實際上會拖曳黑洞，從而導致黑洞旋轉速度降低，如果我們發現質量不小的黑洞其轉速比預期速度還要慢，則可能是暗物質暗中作祟證據。

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為了確認黑洞周圍是否存在這種暗物質，天文學家研究了從 LIGO 和 Virgo 重力波數據中發現的 45 個雙黑洞繞旋案例，計算出這些黑洞（質量介於太陽質量的 10～70 倍）如果與超輕玻色子相互作用，則玻色子質量應屆於 1×10-13eV～2×10-11eV 之間，且每個黑洞旋轉的速度應該是多少。

但分析結果發現 GW190412 和 GW190517 這兩個雙黑洞的轉速太快，事實上 GW190517 甚至正以接近光速的速度旋轉，如果周遭存在超輕玻色子，則它們的自旋速度應該會被向下拖慢 2 倍。考慮到這 2 對黑洞的質量與高自旋速度，研究人員能夠排除質量介於 1.3×10-13eV～2.7×10-13eV 之間的超輕玻色子存在。

這篇研究並不是指責超輕玻色子只是個幻想粒子，而是強調該粒子在這個質量範圍內並不存在，換句話說我們正在繼續縮小可能搜捕暗物質粒子的範圍。