宇宙中或许存在一种神秘天体，能帮助我们解释暗物质

据外国媒体报道，宇宙中可能到处都隐藏着一个奇怪的天体。它们像星星，但行为像一个巨大的原子。研究人员最近首次解释了这些奇怪的“量子星”是如何形成的。

如果这些天体确实存在，它们可能有助于解释暗物质(一种占宇宙质量27%但不发光的未知物质)。它们也可能是明亮而快速的宇宙射电爆发的来源，这让天文学家迷惑不解，甚至促成了外星文明的理论。

与普通恒星不同，这些所谓的“轴子”(假设它们确实存在)不发光。它们的颜色非常暗淡，因为组成它们的假想粒子“轴子”可能是一种暗物质。各种理论预测的轴子质量相差很大，但一般认为轴子质量极轻，可能只有质子的1/1031。

寒冷而黯淡的星星

如果轴子真的存在，它们几乎不会相互作用。但是如果重力能够把它们聚集在一起，它们将会形成一个非常奇怪、紧凑的球体，不同于任何恒星。这是因为轴子是玻色子，一种光子所属的粒子。

在量子物理学中，粒子的能量是离散的，也就是说，粒子处于特定的能级。与电子和质子所属的“费米子”不同，如果它是玻色子，多个粒子可以同时处于同一水平。在轴子中(或者更广泛地说，在玻色子恒星中)，每个轴子将处于最低的能级，因此整个恒星将表现出与巨型粒子相同的量子行为。

这个奇怪的物体也被称为玻色-爱因斯坦凝聚体。科学家可以通过在实验室将原子冷却到接近绝对零度来制造这种物质。这种冷凝物也可以在实验室中形成超流体，即零摩擦流体。

俄罗斯科学院核研究所的物理学家德米特里·列夫科夫(Dmitry Levkov)是这项研究的合著者，他表示，一些物理学家此前认为，轴子之间的引力太低，不足以将它们聚集成恒星。

轴突可以在“瞬间”之间形成

然而，10月12日发表在《物理评论快报》上的最新计算机模拟结果表明，轴子实际上很容易形成，这取决于轴子的质量。如果它是一个相对较重的QCD轴子，恒星的形成大约需要10亿年。(QCD轴子是物理学家最强烈推荐的暗物质“候选者”之一，因为它能解决一个与强相互作用力有关的未解之谜。)

然而，如果它是一个非常轻的轴子(其质量约为1/100，000万亿QCD轴子)，它可能只需要1000万年就能形成轴子。

“只要时间足够长，玻色-爱因斯坦凝聚体就可以仅通过重力形成。这真的很有趣，更不用说这一次并没有超越宇宙的时代。”圣路易斯华盛顿大学的物理学家布帕尔·德夫说。他没有参加这项研究。

莱夫科夫说，以前的计算机模拟是从玻色-爱因斯坦凝聚的小轴子开始的，这些小轴子通过重力相互吸引，然后结合成轴子。然而，在这个新的模拟中，研究人员仅仅从一个分散的轴子云开始，发现它们可以自己形成恒星。莱夫科夫说:“我们非常激动地看到这颗玻色-爱因斯坦恒星的形成。”随着时间的推移，恒星会聚集更多的轴子，并变大。

“这项研究做得很好，”瑞典斯德哥尔摩大学的物理学家塞巴斯蒂安·鲍姆说。"它为我们理解这样的天体和轴子暗物质奠定了重要的基础."

鲍姆还指出，如果大部分暗物质存在于这些恒星中，那么其他地方的轴子将会更加稀少，而且用“轴子暗物质实验”等探测器在地球上寻找轴子将会更加困难。

轴突本身也产生可以被检测到的信号。轴突会衰变为光子，所以只要在轴子中发生一系列的粒子反应，就会产生可以被探测到的辐射。此外，如果一个轴子与一颗中子星碰撞，它将产生一个强大的无线电发射风暴，这可能解释困扰天文学家的神秘快速无线电风暴。在过去的几年里，天文学家已经探测到几十个未知来源的强大宇宙无线电信号。人们可以用多种方式解释这一点，外星文明就是其中之一。