暗物質(zhì)，我們已經(jīng)討論過很多次了。雖然大家都很熟悉這個術(shù)語，但是它究竟是什么，沒有人知道?；蛟S是MACHOs，又或許是某種未被探測到的新粒子。（注：MACHOs是一類大質(zhì)量致密暈天體，例如白矮星、中子星和黑洞等極其暗淡的天體。）
快速射電暴（FRB），知道的人就比較少了。因為天文學(xué)家在2001年才首次接收到FRB的信號，到目前為止總共僅發(fā)現(xiàn)了20個FRB事件。快速射電暴是一種未知的神秘的、短促而明亮的射電脈沖。對于FRB的解釋眾說紛紜，有人認(rèn)為它是來自外星人的信號，也有人認(rèn)為它可能是中子星或黑洞發(fā)出的信號。
查看：《快速射電暴》。
暗物質(zhì)和快速射電暴都是未解之謎，它們之間看似毫無關(guān)系，但來自約翰霍普金斯大學(xué)的天文學(xué)家發(fā)表在《物理評論快報》的一篇論文中提出了一個新方法，直接用一個謎團來解釋另一個謎團。他們認(rèn)為這種神秘的快速射電暴可以告訴我們暗物質(zhì)是否是由一種特殊的古老的黑洞組成的。
當(dāng)LIGO宣布它們探測到合并黑洞產(chǎn)生的引力波后，很快就有科學(xué)家認(rèn)為LIGO的發(fā)現(xiàn)其實揭示了暗物質(zhì)可能是由“原初黑洞”組成的。不像一般黑洞是由爆炸的恒星產(chǎn)生的，原初黑洞是在宇宙早期時由巨大的氣體團坍縮形成的。
科學(xué)家之前相信宇宙早期遍布著大量的原初黑洞，但是由于一直缺乏證據(jù)，因此科學(xué)家對它一直沒有很大的熱忱。直到LIGO對引力波的直接探測使原初黑洞的想法死灰復(fù)燃，如果這些黑洞在宇宙誕生后大量的產(chǎn)生，那么它們就很有可能是我們要尋找的暗物質(zhì)。
查看反對意見：《為什么原初黑洞不可能是暗物質(zhì)》。
天文學(xué)家計算了這些原初黑洞會形成一對雙黑洞，并相互回旋、逐漸靠近合并成一個黑洞的概率有多少?？紤]了原初黑洞雙星軌道的大小和形狀，它們得出的對撞率和LIGO的發(fā)現(xiàn)相互吻合。LIGO首次探測到的黑洞質(zhì)量范圍在29到36個太陽質(zhì)量間。現(xiàn)在，假設(shè)暗物質(zhì)是由30個太陽質(zhì)量的原初黑洞組成的，那么我們要如何驗證這個假設(shè)？這是這篇論文的主要目的。
快速射電暴的信號非常短暫，但其強度卻非常的高。他們的來源還未知，但相信是來自銀河系外的其它星系。如果對它們的來源猜測正確，那么這些無線電波在到達(dá)地球前要經(jīng)歷非常長的一段距離，而在這途中，這些波很有可能會經(jīng)過黑洞。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，當(dāng)這些波經(jīng)過黑洞是會產(chǎn)生偏折，即引力透鏡現(xiàn)象。如果這些波靠的足夠近，它會被分成兩束，因此我們就看到了同一個來源的兩個像。
快速射電暴經(jīng)過一個黑洞時會被分成兩束，它們到達(dá)地球的時間會相差幾毫秒。（? Julian Munoz）
新的研究指出，如果黑洞是太陽質(zhì)量的30倍，兩個像到達(dá)地球的時間會相差幾毫秒。如果大約30太陽質(zhì)量的原初黑洞是暗物質(zhì)，那么我們就有一定的幾率觀測到快速射電暴以上述方式經(jīng)過原初黑洞時產(chǎn)生引力透鏡現(xiàn)象，這樣我們就能探測到FRB兩個像到達(dá)的時間延遲（稱為FRB的回聲）。
FRB的回聲是對暗物質(zhì)的直接探測。雖然引力波或許“暗示”著暗物質(zhì)是由黑洞構(gòu)成的，但是也有其它的方法可以產(chǎn)生大質(zhì)量的黑洞，因此這個結(jié)論并沒有說服力。但是，快速射電暴的引力透鏡現(xiàn)象卻有著獨一無二的特征，沒有其它的現(xiàn)象可以重復(fù)。
雖然探測到FRB的回聲的概率很低，但是，如果是黑洞構(gòu)成了暗物質(zhì)的話，預(yù)計在接下來的幾年時間內(nèi)會探測到幾千起FRB的回聲事件。目前為止，只有20個FRB的事件被探測到，那是因為雖然儀器非常靈敏，但是只能觀測一小片天空，這使找到射線暴的概率受限制。預(yù)計在今年開始運作的CHIME新望遠(yuǎn)鏡對探測FRB有巨大的潛力。預(yù)計在五年后可以獲得大量的數(shù)據(jù)來驗證該想法。
參考資料：
【1】Julian B. Mu?oz, Ely D. Kovetz, Liang Dai, and Marc Kamionkowski. Lensing of Fast Radio Bursts as a Probe of Compact Dark Matter.Phys. Rev. Lett., 2016 DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.091301
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