【正見新聞網2022年07月04日】
科學家提出一種新理論，認為黑洞外面存在一種由質量超小的玻色子構成的粒子云。它們繞行黑洞的形式與電子繞行原子核沒什麼兩樣，因此把這種黑洞稱為「引力原子」（gravitational atom）。
美國和荷蘭的科學家合作提出了這個新理論，並提出通過分析黑洞散發的引力波數據，不僅能驗證是否存在這個機制，還能測量到這種玻色子的質量、能態等特性。
引力波通常由兩個黑洞合併而產生，科學家於2015年第一次探測到來自宇宙空間的引力波信號，之後又探測到很多個。現有理論對引力波的產生機制可以做出很好的解釋，所以如果探測到的數據與理論預測之間存在任何細微的差別，都意味著裡面存在超出現在的「標準粒子模型」認知的新事物。
這個研究組提出，這之間的差異很可能是由超輕玻色子的存在而造成的。這種玻色子是科學家提出的假設粒子，它的質量非常小，而且幾乎不與普通物質發生相互作用。
人們常聽說的是，黑洞是一種會吸收周圍一切物質和能量的天體。不過很久以前科學家也提出，黑洞也會以超輻射（superradiance）的形式泄漏一些物質，而且這種泄漏的物質很可能是「標準粒子模型」定義之外的其它粒子，比如質量超級小的粒子。
這份研究稱，當物質以超輻射的形式從黑洞泄漏，泄漏的物質在黑洞周圍形成一圈玻色子粒子云。黑洞自旋的速度越快，其周圍玻色子的數量越多。科學家認為，這種結構與電子云繞行原子核的形式很相似，因而把這圈粒子云和黑洞組成的結構稱為「引力原子」。
當「引力原子」是兩個互相繞行的雙體系統裡面的一個天體的時候，「引力原子」會受到它巨大的伴侶天體的影響。這個巨大的伴侶天體可能是另一個黑洞，也可能是一顆中子星。
普通物質原子受到光的刺激，其電子會從原子周圍的軌道脫離，導致物質成為電離態。研究者稱「引力原子」也有類似的機制：受到伴侶天體的干擾，「引力原子」周圍的超輕粒子云會吸收來自伴侶天體的能量，從而從原來的軌道上被彈射出去。兩個天體繞行的距離越近，另一方對「引力原子」的干擾越大。
這份研究稱，被從「引力原子」彈射出去的物質會在黑洞所發出的引力波數據中體現出來，但是現在的引力波探測器LIGO和Virgo還探測不到。研究組估計，雷射干涉空間天線（Laser Interferometer Space Antenna，簡寫LISA）投入應用後才能探測到。LISA是美國宇航局（NASA）規劃的太空探測設備，計劃於2037年發射升空。
這份研究6月2日發表於《物理評論快報》（Physical Review Letters）。
（大紀元）