原標(biāo)題：黑洞或成尋找暗物質(zhì)的“實(shí)驗(yàn)室”

　　科技日報(bào)北京6月26日電 （記者劉園園）美國國家航空航天局（NASA）最新的計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)顯示，暗物質(zhì)粒子在黑洞的極端重力條件下相互撞擊可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的、可能會被觀測到的伽馬射線——這有可能成為天文學(xué)家理解黑洞和暗物質(zhì)的新工具。

　　暗物質(zhì)是一種看不見的物質(zhì)，但卻是宇宙最主要的組成部分。“盡管我們不知道什么是暗物質(zhì)，我們知道它可以通過重力與宇宙的其他部分發(fā)生反應(yīng)，這意味著它一定會在超大質(zhì)量的黑洞附近聚集。”NASA戈達(dá)德宇宙飛行中心天體物理學(xué)家杰里米·施利特曼說，黑洞不僅可以吸引暗物質(zhì)粒子，而且它的重力對暗物質(zhì)粒子撞擊的次數(shù)和產(chǎn)生的能量都有擴(kuò)大效應(yīng)。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，施利特曼運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)追蹤了上千萬暗物質(zhì)粒子在黑洞附近的運(yùn)行軌跡。他發(fā)現(xiàn)，暗物質(zhì)粒子互相碰撞后“同歸于盡”，并轉(zhuǎn)化為能量最強(qiáng)烈的光線——伽馬射線。同時(shí)，一些伽馬射線在“逃離”黑洞時(shí)攜帶的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了之前理論預(yù)測的極限值。

　　在過去幾年中，科學(xué)家已經(jīng)把目光轉(zhuǎn)向黑洞來研究暗物質(zhì)，他們認(rèn)為暗物質(zhì)粒子可能會在那里聚集并互相碰撞，而且碰撞的次數(shù)和產(chǎn)生的能量都極大提高。這一想法源于1969年英國天體物理學(xué)家羅杰·潘洛斯提出的“潘洛斯過程”：粒子可以從旋轉(zhuǎn)的黑洞中吸取能量，黑洞旋轉(zhuǎn)得越快，從其中吸取的能量就越多。

　　之前的研究發(fā)現(xiàn)，暗物質(zhì)粒子在黑洞中發(fā)生撞擊時(shí)最多會產(chǎn)生比原始值高30%的能量，而只有極小部分高能伽馬射線能逃脫黑洞。這意味著科學(xué)家無法在一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞中發(fā)現(xiàn)“潘洛斯過程”的明顯證據(jù)。

　　施利特曼的計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)讓科學(xué)家看到了新的希望。通過跟蹤聚集在黑洞附近的粒子，模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，暗物質(zhì)粒子在黑洞中互相撞擊可以產(chǎn)生更高能的伽馬射線——最多可高于原始值14倍。而且，這些射線逃離黑洞的可能性更高，被望遠(yuǎn)鏡觀測到的可能性也更大。

　　施利特曼希望這一研究能夠?yàn)橛^測到暗物質(zhì)粒子在黑洞中的撞擊信號提供幫助。“模擬實(shí)驗(yàn)表明，未來我們有可能觀測到這一有趣的天文物理信號，下一步就是根據(jù)伽馬射線觀測結(jié)果對黑洞模型和粒子物理學(xué)理論進(jìn)行調(diào)整。”

(來源:科技日報(bào))