最新天文理論提出，宇宙中神祕的暗物質不僅主導重力結構，還可能將棕矮星這類「失敗恆星」轉化為全新型態的天體——「暗矮星」（dark dwarfs）。根據《SPACE》報導，這一假說指出，棕矮星能像重力陷阱一樣捕捉暗物質，並促使暗物質自我作用與湮滅，釋放能量加熱這些恆星，讓它們從棕矮星「變身」為暗矮星。記者林育如／編譯

最新天文理論提出，宇宙中神祕的暗物質不僅主導重力結構，還可能將棕矮星這類「失敗恆星」轉化為全新型態的天體——「暗矮星」（dark dwarfs）。根據《SPACE》報導，這一假說指出，棕矮星能像重力陷阱一樣捕捉暗物質，並促使暗物質自我作用與湮滅，釋放能量加熱這些恆星，讓它們從棕矮星「變身」為暗矮星。

[caption id="attachment_181265" align="alignnone" width="838"] 宇宙中暗物質不僅主導重力結構，還可能將棕矮星這類「失敗恆星」轉化為「暗矮星」。（圖／AI生成）[/caption]

暗物質佔宇宙總質量約85%，但因不與光互動，僅能藉由重力效應間接觀測。研究團隊表示，棕矮星因質量不足無法啟動氫融合反應，被稱為「失敗恆星」。但在銀河系中心等暗物質密集區域，棕矮星能大量吸積暗物質，若這些暗物質屬於能夠自我作用並湮滅的粒子（如WIMPs），將釋放能量，顯著提升棕矮星的亮度與溫度，形成「暗矮星」。

研究人員指出，暗矮星的質量僅為太陽的8%左右，最有可能出現在銀河系中心等暗物質密度極高的區域。隨著暗物質不斷累積並湮滅，這些天體將呈現異於一般棕矮星的能量特徵。團隊還提出，暗矮星的化學組成會有特殊標記，例如鋰-7同位素的缺失，這是因為普通棕矮星和恆星會消耗鋰-7，而暗矮星則可能保留這一元素。未來只要能發現具備這一特徵的天體，就有望證實暗矮星的存在。

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這一理論對暗物質本質的研究意義重大。若能觀測到暗矮星，將有力排除部分暗物質理論模型，並支持WIMPs等自我作用型重粒子假說。研究團隊認為，像詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）這類高靈敏度儀器，已具備偵測冷暗矮星的能力，未來可望透過統計分析或直接尋找鋰-7等化學標記，發現這類天體。

專家強調，若能在銀河系中心發現暗矮星，將是暗物質粒子屬於WIMPs或類似型態的「強力證據」。這將推動宇宙學與粒子物理的重大突破，為解開暗物質之謎邁出關鍵一步。該團隊的研究成果發表在《JCAP》上。

資料來源：SPACE、JCAP

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編譯／高晟鈞 天文學在過去20年的一項重大發現，就是宇宙中數量最龐大的物質，可能不是由我們所熟悉的發光物質，例 …

編譯／高晟鈞

天文學在過去20年的一項重大發現，就是宇宙中數量最龐大的物質，可能不是由我們所熟悉的發光物質，例如恆星、星雲、星系等所；而是由我們目前還不知道形式、性質 的物質所組成。我們之所以知道這些物質的存在，純粹是因為它們的重力效應，而不是因為它們所發出的電磁波，天文學家稱這些物質為「暗物質」。

暗物質由於不與光作用，不容易被直接探測到。美國費米實驗室資深科學家Aaron Chou致力於通過量子科學探測暗物質，他開發了一種使用量子位元（類似於電腦數據中的0/1位元）的方法檢測強磁場下暗物質產生的單元光子。

我們曾在先前的專欄──量子網路的飛躍 光子存儲器的革新中，簡單介紹過量子與量子位元。量子位元通過激發像是單元光子的量子單位來工作，而這種處理容易被外界干擾。為了讓量子位元正常運行，它們必須位於精心控制的低溫環境中；因為即使最輕微的干擾也會導致量子計算機的程序中斷。量子計算機的高靈敏度，也使Chou意識到，也許量子計算機可以提供一種檢測暗物質的方法。

當暗物質粒子穿過強磁場時，它們會產生光子，並被Chou與他的團隊使用一種含有超導迴路量子位元的鋁光子盒子捕捉。而由於這些量子位元已免受外部干擾，因此當科學家檢測到光子干擾時，他們可以推斷這是暗物質飛過保護層的現象。

Chou與他的團隊展示了這項技術的原理，並展示了多項優點。他們的設備對光子十分敏感，並且可以對同一光子進行反覆測量，以確保這項干擾並非來自於其他因素。

Chou團隊進一步與量子計算人員進合作並改進了設備。這項新設備盒子裝有單一頻率的光子，並將他改造成一個可以改變尺寸的類無線電接收器。透過改變盒子的尺寸，他可以探測到由暗物質產生的不同波長的光子。

而由於傳統的鋁光子腔會在強磁場下失去它的超導性，研究人員合成了藍寶石製造了一個新的空腔盒。這新的藍寶石空腔盒能使團隊更接近結合物理學和量子科學方面的暗物質實驗。

資料來源:Phys.org

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自從人類透過「事件視界望遠鏡」拍攝到黑洞的證據後，科學家便一直絞盡腦汁，想要檢測出宇宙中更神祕、更難捕捉的「暗 …

自從人類透過「事件視界望遠鏡」拍攝到黑洞的證據後，科學家便一直絞盡腦汁，想要檢測出宇宙中更神祕、更難捕捉的「暗物質」。為此，有物理學家便提出一項大膽計畫，試圖透過將原子鐘發送到暗物質密度最高的地方，也就是太陽的附近，希望能尋找到相關訊號。

所謂的暗物質，目前是統稱不會與電磁力產生作用的物質。黑洞會將光與重力吞噬吸收，而暗物質則是不會吸收光、反射光或發射出光線，因此也是一直無法被觀測到。

科學家經過幾十年的探索，認為宇宙中的暗物質的質量高達 80% 以上。不同於可見物質，暗物質與暗能量透過光的改變和重力作用，來暗示其確實存在，且證據不斷增加。不過受限於目前技術無法突破，缺乏最直接的檢測證明，一直苦惱著科學家。

早在 2008 年，一群科學家在瑞士日內瓦近郊建造一座「大型強子對撞機」（Large Hadron Collider, LHC），試圖透過粒子加速對撞來尋找暗物質，不過到目前為止仍然一無所獲，以至對此持意見相左的科學家認為，也許尋找方向是錯誤的。

目前就有國際團隊提出一項可行計畫，將世界最準確的時間測量儀器「原子鐘」發射到水星與太陽軌道附近，透過原子對暗物質震盪的高靈敏度，只要接收到相關訊號，便會產生不同的盪幅，若暗物質越多，產生的盪幅則越大。

雖然這項方案還處於理論階段，但已經為研究團隊提供重要線索。尤其目前原子鐘已經廣泛應用在保持航空器的時間同步，未來在長距離的太空任務上，將也會需要且攜帶太空原子鐘設備，提供更有力的數據來證明，暗物質就在不遠的地方。（記者／劉閔）

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