探尋應(yīng)當(dāng)真實(shí)存在的平行世界

劉本林

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暗物質(zhì)與伽馬射線暴是當(dāng)代天文學(xué)中兩個(gè)熱門且令人費(fèi)解的方向。我們?nèi)绻麑烧呷诤希右酝ūP考察分析，則會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)令人驚喜的結(jié)論：在我們熟悉的世界之外，應(yīng)該存在著平行世界：擁有自己的太陽、行星，行星上還可能擁有生態(tài)圈。當(dāng)然，我們無法體驗(yàn)到這個(gè)世界陽光的溫暖，那里也無法感受我們的陽光……然而，這個(gè)世界真實(shí)存在，就如同我們世界一樣。本文選擇用術(shù)語“平行世界”，以區(qū)別于“平行宇宙”。“平行宇宙”概念常被用來解釋量子測(cè)量結(jié)果，數(shù)量極多，像是我們所處宇宙的影子，但其真實(shí)性未被確證。

“暗物質(zhì)”概念源于人們對(duì)星系團(tuán)質(zhì)量的研究。1933年，瑞士學(xué)者弗里茨·茲威基在估算后發(fā)座星系團(tuán)的總質(zhì)量時(shí)，同時(shí)使用了兩種方法：光度法與動(dòng)力學(xué)法。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用動(dòng)力學(xué)法推算的星系團(tuán)質(zhì)量遠(yuǎn)大于用光度法推算出的結(jié)果。茲威基的觀點(diǎn)是，在后發(fā)座星系團(tuán)中，存在著大量具有引力但不發(fā)光的物質(zhì)，即后來所稱的“暗物質(zhì)”。后發(fā)座位于北斗七星南部，沒有明顯亮星，是一個(gè)包括數(shù)千乃至上萬個(gè)星系的星系集團(tuán)。值得說明的是，后發(fā)座星系團(tuán)與其他多個(gè)星系團(tuán)相似，具有較強(qiáng)的X射線輻射。起初，人們并不看重茲威基的結(jié)論，但20世紀(jì)80年代前后科學(xué)家對(duì)銀河系與仙女星系（M31）中恒星運(yùn)動(dòng)與光度的觀測(cè)與分析，支持了茲威基的結(jié)論。后來人們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代天文學(xué)繞不開茲威基的發(fā)現(xiàn)。

在過去數(shù)十年中，人們傾向于認(rèn)為暗物質(zhì)以粒子狀態(tài)彌散在星際空間：它們穩(wěn)定，除了具有引力作用以外，與通常物質(zhì)的相互作用極其微弱，自身間的相互作用也微弱；它們不是質(zhì)量非常大（例如質(zhì)量為質(zhì)子數(shù)十倍的WIMP粒子），就是數(shù)量非常多（例如軸子，質(zhì)量非常?。?。當(dāng)然，略顯遺憾的是，數(shù)十年來，這些好像是為解釋星系額外引力源而量身定制的粒子，在精心安排的物理實(shí)驗(yàn)與天文觀測(cè)中都沒有現(xiàn)身。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，目前人們還不明白暗物質(zhì)到底是什么。

伽馬射線暴由美國(guó)空間軌道探測(cè)器發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)60年代末。目前，在空間運(yùn)行的探測(cè)系統(tǒng)平均每天能記錄到一個(gè)伽馬射線暴事件。伽馬射線暴的特征是輻射能流密度極高，時(shí)間短（0.1秒至100秒），變化迅速且不規(guī)則。通常第一個(gè)脈沖結(jié)束以后緊接著會(huì)有第二個(gè)、第三個(gè)脈沖出現(xiàn)（脈沖數(shù)1個(gè)至5個(gè)）。長(zhǎng)期研究表明，伽馬射線暴在短短的數(shù)秒時(shí)間內(nèi)，輻射的能量往往可以達(dá)到或超過1046焦耳。太陽的功率約為3.82×1026瓦（可從太陽常數(shù)1360瓦/平方米，日地平均距離1.496億千米算得），在預(yù)期100億年（3.15×1017秒）的壽命中，太陽輻射能量的總和約為1.2×1044焦耳，僅為上述伽馬射線暴在數(shù)秒中的輻射能量的百分之一左右。

目前，有些人試圖將部分伽馬射線暴理解為致密天體（中子星或黑洞）并合過程中的電磁輻射，并嘗試用最新探測(cè)到的引力波作為佐證。然而，該觀點(diǎn)并不完全令人信服。恒星并合的事例聞所未聞，這與幾乎每天都能記錄到伽馬射線暴的事實(shí)不符。此外，致密天體并合，其輻射過程相對(duì)一致，這明顯與伽馬射線暴捉摸不定的模式不一致。到目前為止，多數(shù)人更趨向于將伽馬射線暴歸入一種原因不明的、無與倫比的電磁（光子）輻射過程。

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其實(shí)，在目前人們所知的恒星演化過程中，有一種輻射機(jī)制在強(qiáng)度與時(shí)長(zhǎng)等多方面可以與伽馬射線暴相比擬：這就是超新星爆發(fā)中伴隨的中微子輻射過程。

超新星是一種引人注目的天象，中國(guó)古代稱之為“客星”，數(shù)朝歷史文獻(xiàn)均有記載?！端问贰と首诒炯o(jì)》對(duì)公元1054年超新星（SN1054）記載道：“嘉祐元年三月辛末，司天監(jiān)言：自至和元年五月，客星晨出東方，守天關(guān)，至是沒?！备敿?xì)的歷史記載表明，這顆超新星最亮?xí)r竟然亮如金星，白天都能看到，并持續(xù)了23天，而夜晚可見的時(shí)間持續(xù)了15個(gè)月。

現(xiàn)代，天體物理學(xué)對(duì)恒星演化以及超新星爆發(fā)機(jī)制已具有清晰理解與詳細(xì)分類。

通常，恒星輻射源自恒星中心的核聚變釋放的能量。該能量在恒星中心釋放，抵抗恒星內(nèi)部的巨大壓力，并以輻射傳導(dǎo)的方式傳送至恒星表面，形成電磁輻射。由于恒星核聚變存在部分中微子輻射，其輻射的能量值略低于核聚變前后的質(zhì)量差所對(duì)應(yīng)的值。當(dāng)大質(zhì)量恒星演化至晚期，核聚變進(jìn)行到鐵核時(shí)，其聚變過程不再產(chǎn)生能量。此后，恒星核心并不以緩慢的方式逐步收縮，而是以塌縮方式快速地轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅芴祗w。20世紀(jì)30年代初，在查德威克發(fā)現(xiàn)中子后不久，茲威基與巴德就意識(shí)到，晚期恒星核心塌縮為中子星是（II類）超新星爆發(fā)的原因。令人驚奇的是，在英國(guó)學(xué)者修伊什與貝爾發(fā)現(xiàn)首顆脈沖星之后，意大利的佛朗哥·帕齊尼等人于1968年在中國(guó)歷史上有記錄的1054年超新星爆發(fā)的遺跡——蟹狀星云——中找到了每秒轉(zhuǎn)動(dòng)約30周的中子星。

這樣，自觀測(cè)客星開始的這段歷史千年呼應(yīng)，中西貫通，結(jié)局似已非常圓滿。然而，故事沒有就此結(jié)束。

早在中子星被發(fā)現(xiàn)之前，人們就著手核算超新星爆發(fā)的能源收支狀況。

這其實(shí)并不費(fèi)解，如果假定質(zhì)量為M的物體收縮前后均為勻質(zhì)的球體，則其釋放的引力勢(shì)能可根據(jù)牛頓引力定律做積分運(yùn)算獲得：

E=（9/15）[（1/r）-（1/R）]GM2（1）

式中，R為球體收縮前的半徑，r為收縮后的半徑，G為引力常數(shù)，值為6.67×10-11N·m2/kg2。一般情況下，恒星收縮前后并不是勻質(zhì)的，但恒星大幅度收縮釋放的能量仍可以表達(dá)為：

E≈（1/2）（1/r）GM2（2）

對(duì)于較大比例的收縮，（1）式中（1/R）與（1/r）相比是小量，在（2）中可略去不計(jì)。

19世紀(jì)后半葉，在發(fā)現(xiàn)原子核之前，開爾文與亥姆霍茲試圖用星云收縮成為恒星而釋放的引力勢(shì)能來解釋太陽發(fā)光的能源機(jī)制。然而，定量核算無法通過。太陽質(zhì)量約為2×1030千克，當(dāng)從數(shù)光年的稀薄星云收縮到半徑為65萬千米時(shí)，其具有的引力勢(shì)能約為4×1041焦耳，可維持太陽輻射約1015秒，尚不足4000萬年，遠(yuǎn)不能與地球已經(jīng)具有的數(shù)十億年的地質(zhì)學(xué)史相匹配。

對(duì)于恒星核心塌縮與超新星爆發(fā)，則是另一種能量不匹配。

如果1.5倍太陽質(zhì)量的物質(zhì)塌縮到原子核密度，即1018千克/立方米，其中子星的相應(yīng)直徑約為18千米，引力收縮釋放的勢(shì)能則為3×1046焦耳（約為致密天體的靜質(zhì)量的10%左右）。這是一個(gè)極高的能量值，且奇跡般地與伽馬射線暴的輻射平均預(yù)期值處于相同量級(jí)。然而，超新星爆發(fā)沒有消耗這么多能量。

通常，超新星的亮度在太陽的1億倍左右，其輻射功率約為1035瓦。超新星爆發(fā)的時(shí)間通常不足2年（6300萬秒），則超新星爆發(fā)輻射的總能量不大于1043焦耳，尚不足前述恒星核心塌縮的引力勢(shì)能的千分之一。即使考慮到超新星爆發(fā)拋射的氣體物質(zhì)具有的動(dòng)能，與超新星可視部分相關(guān)的能量仍不及晚期恒星核心塌縮釋放的引力勢(shì)能的1%。

1964年（此時(shí)，距發(fā)現(xiàn)中子星尚有數(shù)年），美籍華裔學(xué)者丘宏義在細(xì)致核算了晚期恒星能量流轉(zhuǎn)差額問題后，提出了新的觀點(diǎn)：導(dǎo)致超新星爆發(fā)的晚期恒星核塌縮釋放的引力勢(shì)能大部分通過中微子形式無障礙（或極低障礙）且即時(shí)地從星體中輻射出去。

中微子概念源于β衰變研究。在精確測(cè)量了原子在β衰變中發(fā)射的電子動(dòng)能分布后，泡利與費(fèi)米提出，原子在β衰變中發(fā)射電子的同時(shí)，還輻射了一種名為“中微子”的粒子：它以光速運(yùn)行，不帶電，與物質(zhì)的相互作用極其微弱。按照目前的恒星演化理論，在晚期恒星塌縮過程中，中微子輻射具有兩種方式：

一種方式是原子核（主要是鐵核）中的質(zhì)子在晚期恒星塌縮時(shí)吸收電子，轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶硬⑤椛涑鲋形⒆印?.5倍太陽質(zhì)量的鐵核具有的質(zhì)子數(shù)量約為1057個(gè)，每個(gè)質(zhì)子與電子合并為中子需吸收1.3兆電子伏，輻射出的中微子帶走數(shù)兆電子伏的能量，該過程將消耗約1045焦耳能量。

另一種方式是熱中微子。當(dāng)塌縮形成的致密天體的密度很高時(shí)，對(duì)中微子也變得不透明。這時(shí)，電子、正電子與中微子、反中微子將組合在一起參與致密天體的熱平衡，中微子的能量分布由費(fèi)米分布描述。恒星核心塌縮成中子星初期，塌縮釋放的引力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶拥臒徇\(yùn)動(dòng)動(dòng)能，其溫度達(dá)到1012℃（超出太陽表面溫度約1000萬倍）。熱中微子的輻射規(guī)律與電磁波的黑體輻射規(guī)律相似，由斯特番-玻爾茲曼定律描述，其輻射強(qiáng)度正比于其溫度的4次方，單位面積輻射強(qiáng)度超出太陽1028倍。即使考慮到中子星的表面積僅為太陽表面積的百億分之一，形成初期的中子星的電磁熱輻射與中微子熱輻射功率仍比太陽的輻射功率高出1018倍以上。極高功率的電磁熱輻射在加熱致密天體外部及未參與塌縮的物質(zhì)的同時(shí)，也遭到這些物質(zhì)的反射與阻攔，中微子則幾乎無障礙地穿越這些非致密物質(zhì)，使得晚期恒星核塌縮得以在短時(shí)間內(nèi)完成。若僅僅具有電磁輻射傳導(dǎo)，超新星爆發(fā)或?qū)⒉粫?huì)發(fā)生：即使核聚變不再產(chǎn)生能量，參照開爾文與亥姆霍茲的模型，晚期恒星可以通過引力收縮逐步釋放能量，以維持晚期恒星平穩(wěn)地“點(diǎn)亮”極長(zhǎng)時(shí)間。

丘宏義提出超新星爆發(fā)同時(shí)伴隨中微子輻射的觀點(diǎn)時(shí)，響應(yīng)者很少，自己也不是信心十足。他曾說，估計(jì)這個(gè)觀點(diǎn)需等待很長(zhǎng)時(shí)間才能獲得觀測(cè)驗(yàn)證。

然而，無須如同從SN1054超新星爆發(fā)遺跡中找到中子星那樣等待1000年。在邱宏義提出他的晚期恒星演化模型20年后，人們?cè)诔滦荢N1987A的綜合觀測(cè)中，記錄到了預(yù)期的中微子輻射。在SN1987A被光學(xué)觀測(cè)到的當(dāng)天，世界上有4個(gè)中微子實(shí)驗(yàn)室在數(shù)秒內(nèi)記錄到27個(gè)來自宇宙空間的中微子。其中，日本神崗中微子觀測(cè)站與美國(guó)IMB中微子觀測(cè)站記錄到的數(shù)據(jù)如下：

然而，無須如同從SN1054超新星爆發(fā)遺跡中找到中子星那樣等待1000年。在邱宏義提出他的晚期恒星演化模型20年后，人們?cè)诔滦荢N1987A的綜合觀測(cè)中，記錄到了預(yù)期的中微子輻射。在SN1987A被光學(xué)觀測(cè)到的當(dāng)天，世界上有4個(gè)中微子實(shí)驗(yàn)室在數(shù)秒內(nèi)記錄到27個(gè)來自宇宙空間的中微子。其中，日本神崗中微子觀測(cè)站與美國(guó)IMB中微子觀測(cè)站記錄到的數(shù)據(jù)如下：

上述研究還啟發(fā)了人們對(duì)暗物質(zhì)的理解，可能開啟故事的新篇章。

3

筆者是天文愛好者，自幼熱愛星空，廣泛閱讀所有能夠接觸到的天文學(xué)書刊。當(dāng)暗物質(zhì)與伽馬射線暴逐漸為人們了解時(shí)，也吸引了筆者的高度關(guān)注。

2007年3月下旬，筆者去石家莊探訪網(wǎng)名“玉石”的天文同好。與“玉石”交流期間，筆者突然意識(shí)到，伽馬射線暴很可能就是暗物質(zhì)世界中的超新星爆發(fā)時(shí)伴隨的暗中微子輻射！

在隨后幾個(gè)月中，筆者將上述思路整理成“平凡暗物質(zhì)假說”。

按照“平凡暗物質(zhì)假說”，暗物質(zhì)雖然與人們接觸到的物質(zhì)世界的相互作用非常弱（引力除外），但應(yīng)并不彌散，它們應(yīng)存在于獨(dú)立普通物質(zhì)的相互作用，并形成多種（層次）凝聚狀態(tài)。假定暗物質(zhì)恒處于彌散狀態(tài)，僅作為我們世界的引力背景而存在，這種思路其實(shí)與哥白尼原理相悖。哥白尼原理認(rèn)為：宇宙沒有中心，所有位置平權(quán)。

我們?cè)噲D將哥白尼原理最大限度地推廣到對(duì)暗物質(zhì)的理解與探索方面。我們?cè)O(shè)想，對(duì)應(yīng)于可視世界的光子、電子、夸克，暗物質(zhì)世界相應(yīng)存在暗光子、暗電子、暗夸克。我們?cè)O(shè)想，除了“共享”的引力相互作用以外，暗物質(zhì)粒子具有獨(dú)立于我們可視物質(zhì)之外的暗電磁相互作用、暗強(qiáng)相互作用。我們可視世界中的基本粒子不參與暗電磁相互作用與暗強(qiáng)相互作用，相應(yīng)的，暗物質(zhì)粒子也不參與我們熟知的電磁相互作用與強(qiáng)相互作用。這就如同引力作用不參與電磁相互作用與強(qiáng)相互作用一樣。從這里出發(fā)，我們將能導(dǎo)出一個(gè)比較熟悉、并不費(fèi)解的暗物質(zhì)模型。因此，我將其稱為“平凡暗物質(zhì)假說”。

與我們可視物質(zhì)中上夸克與下夸克的不同組合可構(gòu)成中子與質(zhì)子相類似，在暗物質(zhì)世界中，通過暗強(qiáng)相互作用，暗上夸克與暗下夸克的不同組合也可構(gòu)成暗中子與暗質(zhì)子。而暗中子與暗質(zhì)子以不同數(shù)目組合，可以組成與可視世界相對(duì)應(yīng)的各種暗原子核。這些暗原子核與暗電子結(jié)合在一起，可以通過暗電磁相互作用組成各種暗原子。與我們可視世界中的情形相似，排列這些暗元素，也可以組成門捷列夫周期表，其中包括26個(gè)暗質(zhì)子、30個(gè)暗中子的暗鐵元素，也是核勢(shì)能最低的暗原子核。

這些暗原子可以構(gòu)成暗物質(zhì)的各種化合物及凝聚態(tài)。例如，暗1號(hào)、暗6號(hào)、暗7號(hào)與暗8號(hào)元素，分別為暗氫、暗碳、暗氮、暗氧元素，它們可結(jié)合生成各種暗氨基酸等有機(jī)物，這些暗氨基酸可構(gòu)成暗蛋白質(zhì)，并與暗核酸等構(gòu)成暗物質(zhì)世界中生命的基礎(chǔ)物質(zhì)。當(dāng)然，暗物質(zhì)世界的生命與我們世界也可能有些差別。例如，在我們世界中，手征特性左旋的氨基酸與右旋的糖類具有生物活性。根據(jù)直覺推測(cè)，在暗物質(zhì)世界中可能正好相反，手征特性右旋的暗氨基酸與左旋的暗糖類才具有生物活性。筆者無意繼續(xù)延伸暗物質(zhì)世界生命的話題，畢竟在可預(yù)期的時(shí)間范圍內(nèi)無法驗(yàn)證這些猜想的真?zhèn)巍Ｎ覀儜?yīng)將注意力集中在那些可以驗(yàn)證的效應(yīng)上。

不難想象，在暗物質(zhì)世界中，分布著多種形式的暗物質(zhì)天體，暗物質(zhì)恒星則是其中一種。這些暗（物質(zhì)）恒星應(yīng)當(dāng)源于暗氫原子、暗氦原子等組成的暗物質(zhì)星云，在引力作用下收縮并升溫后，點(diǎn)燃暗氫原子核聚變反應(yīng)，成為發(fā)射暗光子（中微子）的暗恒星。這一切與我們所見的世界相當(dāng)。這些暗恒星發(fā)射大量暗光子，在暗物質(zhì)世界的天空中星光閃閃，熠熠生輝。當(dāng)然到目前為止，限于我們的中微子探測(cè)能力，暗恒星仍在我們直接觀測(cè)視野之外。

由于物質(zhì)與暗物質(zhì)之間不存在可引起明顯碰撞、動(dòng)量轉(zhuǎn)移等的短程相互作用，所以兩類物質(zhì)之間的黏滯作用非常弱，從星云收縮直接形成兩種物質(zhì)比例接近的混合天體的情況應(yīng)非常罕見。當(dāng)然，由于兩者具有引力相互作用以及可能存在的某些未確認(rèn)的相互作用，在我們可視物質(zhì)天體（尤其是核心）中包含少量暗物質(zhì)應(yīng)是可理解的，反之亦然。值得說明的是，即便可視物質(zhì)與暗物質(zhì)形成混合天體，兩者共存于同一空間（如在同一顆恒星的中心），但它們依然具有相互獨(dú)立的溫標(biāo)系統(tǒng)，因?yàn)閮烧呔哂懈鞣N獨(dú)立的電磁相互作用及輻射傳導(dǎo)。

平凡暗物質(zhì)假說推測(cè)，可視物質(zhì)與暗物質(zhì)之間并不是完全平行而且毫不相關(guān)的。它們之間應(yīng)存在著一些重要的聯(lián)系紐帶，中微子可能就是其中之一，它很可能就是暗物質(zhì)世界中傳遞暗電磁相互作用的暗光子。相應(yīng)的，可視物質(zhì)世界中的光子在暗物質(zhì)世界中也扮演著暗中微子的角色。

沿用現(xiàn)代恒星演化理論，當(dāng)暗恒星中心的暗物質(zhì)核聚變進(jìn)行到暗鐵核時(shí)，晚期暗恒星中心發(fā)生塌縮，塌縮釋放的引力勢(shì)能使得形成的暗中子星達(dá)到極高溫度，隨即形成極高強(qiáng)度的暗光子與暗中微子（中微子與光子）輻射，輻射的暗光子在加熱晚期暗恒星外部非塌縮暗物質(zhì)、形成暗超新星爆發(fā)的同時(shí)，也被這些暗物質(zhì)反射、遮擋與遲滯。然而，源自暗中子星的暗中微子輻射，則幾乎無障礙地穿越了晚期暗恒星外部的非塌縮暗物質(zhì)，有效地將暗恒星塌縮釋放的巨大引力勢(shì)能帶出，形成時(shí)間很短、強(qiáng)度極高電磁輻射，即伽馬射線暴。

與伽馬射線暴相伴的暗超新星爆發(fā)，其輻射的中微子強(qiáng)度雖比正常暗恒星的輻射強(qiáng)度高出數(shù)以億倍，但仍未達(dá)到可被人們觀測(cè)的強(qiáng)度。在可視世界中，在超新星爆發(fā)的同時(shí)輻射的中微子脈沖，即暗物質(zhì)世界星空中的伽馬射線暴，其中微子輻射強(qiáng)度比暗超新星的中微子輻射強(qiáng)度還要高出數(shù)以億倍，但人們通過大型中微子探測(cè)器僅探測(cè)到1次，總計(jì)27個(gè)中微子（SN1987A）。

4

在引入平凡暗物質(zhì)概念之后，一些天文現(xiàn)象可以獲得新的理解。

1.太陽中微子失蹤之謎曾困擾人們?cè)S多年。在平凡暗物質(zhì)假說的框架下，似可以引入更簡(jiǎn)便的理解：太陽中心核聚變產(chǎn)生中微子后，受到共存于太陽中的小部分暗物質(zhì)的散射與變性（如同X光在氣體或者固體中發(fā)生散射與改變那樣）作用，通量與能區(qū)發(fā)生了變化，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果與理論預(yù)期出現(xiàn)較大差異。由于太陽核聚變輻射的中微子對(duì)暗物質(zhì)的持續(xù)加熱作用，可以推測(cè)，太陽中的暗物質(zhì)應(yīng)當(dāng)處于氣態(tài)。

2.X射線源天鵝X-1，為一距離地球6000光年的雙星系統(tǒng)，其中包括一質(zhì)量約為太陽30倍的藍(lán)色超巨星與一質(zhì)量約為太陽15倍、僅輻射X射線與伽馬射線的暗星。暗星的X射線輻射具有毫秒量級(jí)的快速變動(dòng)?，F(xiàn)在，通常將該暗星理解為黑洞，但尚缺少?zèng)Q定性證據(jù)。

如果我們將天鵝X-1的暗伴星視為暗恒星，理解似更流暢。其中X射線輻射可理解為暗恒星中暗核聚變伴隨的暗β射線，它產(chǎn)生于暗恒星中心，雖然在向外傳播過程中遇到一些共存于暗恒星中的普通物質(zhì)的散射與改性，但基本保持了核聚變現(xiàn)場(chǎng)的基本特征。快速變動(dòng)則表明該大型暗恒星中心的暗核聚變并不十分平穩(wěn)，呈“噼噼啪啪”的燃燒狀態(tài)。這種核聚變不平穩(wěn)狀態(tài)甚至在太陽中也存在，我們可以將太陽耀斑理解為其核聚變形成的高溫氣泡溢出太陽表面的現(xiàn)象。當(dāng)然，人們尚無靈敏的中微子探測(cè)技術(shù)對(duì)太陽核聚變現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。對(duì)于暗恒星，我們雖不能感受到它發(fā)出的（暗光子）光輝，但是其核聚變狀態(tài)通過暗中微子（X射線）直接從現(xiàn)場(chǎng)傳出，并為人們觀測(cè)到，實(shí)為趣事一件。

3.許多星系團(tuán)具有X射線背景輻射，似應(yīng)理解為其中暗恒星在暗核聚變過程中輻射暗中微子。據(jù)費(fèi)米伽馬射線空間望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)結(jié)果，銀河系也具有超過預(yù)期的高能電磁輻射，似也可歸入銀河系中的暗恒星核聚變伴隨的暗中微子（光子）輻射。

4.綜合外行星（木星以外的行星）運(yùn)行軌道天文觀測(cè)結(jié)果，人們推測(cè)，在冥王星軌道外，應(yīng)存在一顆質(zhì)量數(shù)倍于地球的大行星，即未知第九大行星。但光學(xué)望遠(yuǎn)鏡搜尋多年尚無結(jié)果。近2年，有人根據(jù)未知行星的預(yù)期軌道特點(diǎn)推測(cè)，該未知行星可能是太陽系俘獲的一顆大行星。

據(jù)此，我們可做出進(jìn)一步推測(cè)：未知大行星可能是一顆被俘獲的暗物質(zhì)行星，它光學(xué)“隱身”，自然望遠(yuǎn)鏡直接搜索多年無果。

5.2016年，美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)宣布探測(cè)到引力波短促的波動(dòng)信號(hào)，其中GW150914、GW170814等5個(gè)引力波信號(hào)無伽馬射線暴伴隨，被認(rèn)為來自遙遠(yuǎn)的雙黑洞并合，另有一組GW170817有伽馬射線暴伴隨，被認(rèn)為來自雙中子星并合。這些引力波信號(hào)無一例外地被解釋為遙遠(yuǎn)的致密天體并合引起的引力波輻射。

恒星與暗恒星塌縮可能給探測(cè)到的引力波一個(gè)更易理解的說明。

恒星與暗恒星都具有自轉(zhuǎn)，塌縮時(shí)，極區(qū)自轉(zhuǎn)影響小，塌縮比赤道區(qū)更快，這導(dǎo)致晚期星體的塌縮通常是非球?qū)ΨQ的，最初形成的中子星預(yù)期是一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的鐵餅狀天體。該鐵餅狀中子星在自身引力作用下，邊緣將向中心收縮，隨后應(yīng)變成橄欖狀，并伴隨中子星轉(zhuǎn)速上升。隨后，致密天體自身的引力使凸出的兩極向下回落，恢復(fù)成鐵餅狀，并伴隨中子星轉(zhuǎn)速下降。中子星的鐵餅—橄欖兩個(gè)模式周期轉(zhuǎn)化，將通過轉(zhuǎn)速變化與形狀變化輻射頻率相同的引力波，并對(duì)中子星的變形產(chǎn)生阻尼，形成短脈沖引力波輻射。

為什么多數(shù)引力波記錄沒有相應(yīng)的伽馬射線暴記錄？原因可能在于，無伽馬射線暴伴隨的引力波信號(hào)可能來自超新星爆發(fā)伴隨的普通物質(zhì)的晚期恒星塌縮，初期致密天體在經(jīng)歷鐵餅—橄欖來回變動(dòng)產(chǎn)生引力波的同時(shí)，致密天體熱輻射形成的是難以探測(cè)的中微子脈沖。細(xì)致搜索超新星觀測(cè)結(jié)果，也許能夠找到一些對(duì)應(yīng)的記錄。搜索時(shí)，應(yīng)注意到引力波、伽馬射線暴或者中微子脈沖通常以秒為時(shí)間單位進(jìn)行記錄，而超新星爆發(fā)時(shí)間通常以小時(shí)為時(shí)間單位進(jìn)行記錄，較大幅度滯后于引力波信號(hào)記錄。

進(jìn)一步，從目前無伽馬射線暴伴隨的引力波信號(hào)多出有伽馬射線暴伴隨的引力波信號(hào)（僅一例）數(shù)倍的事實(shí)來看，可能存在多個(gè)類型的平行世界。其中有些平行世界的致密天體形成之初所伴隨的輻射既不是光子輻射，也不是我們已有所認(rèn)識(shí)的中微子輻射。

對(duì)于引力波輻射機(jī)制與含義的進(jìn)一步分析，有待引力波探測(cè)精度的進(jìn)一步提高。

6.在地球范圍內(nèi)如果存在“平凡的”暗物質(zhì)，應(yīng)位于地心，且呈固態(tài)。因?yàn)閺奶柦邮盏降闹形⒆虞椛淠芰髁繛殛柟饽芰髁康?%左右，位于地心的暗物質(zhì)輻射平衡溫度應(yīng)不足100K。在此溫度下，暗氫、暗氦元素仍為氣態(tài)，但其他暗物質(zhì)元素應(yīng)為固態(tài)。如果地心具有固態(tài)暗物質(zhì)，那么地心對(duì)于中微子（暗光子）應(yīng)是不透明的，可設(shè)置實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

類似的實(shí)驗(yàn)有美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的MINOS實(shí)驗(yàn)：用費(fèi)米加速器產(chǎn)生的高能質(zhì)子撞擊石墨靶，產(chǎn)生派高能介子，導(dǎo)入衰變管后，衰變?yōu)橹形⒆?，穿越地殼，指?34千米之外的安裝在礦坑中的中微子探測(cè)器，以檢驗(yàn)中微子特性，并測(cè)量中微子速度。稍后，歐洲核子中心以超級(jí)質(zhì)子加速器為基礎(chǔ)進(jìn)行了類似實(shí)驗(yàn)。

上述實(shí)驗(yàn)中，中微子在地球內(nèi)部穿越最深處距地表約12千米。檢測(cè)地心是否具有中微子不透明的暗物質(zhì)，則需將中微子束指向地心，并在地表的另一側(cè)設(shè)置中微子探測(cè)器。此時(shí)，中微子在地球內(nèi)的穿越距離為地球直徑，是MISON實(shí)驗(yàn)距離的17倍；相同條件下，中微子束到達(dá)地球另一側(cè)的流強(qiáng)約為MINOS實(shí)驗(yàn)的1/300?？梢灶A(yù)期的是，處理這些問題應(yīng)不存在實(shí)質(zhì)性困難。

5

我們從伽馬射線暴與超新星爆發(fā)伴隨的中微子輻射具有相似特性出發(fā)，推測(cè)暗物質(zhì)具有凝聚態(tài)，并形成與我們世界高度對(duì)稱、因而并不特別令人費(fèi)解的暗物質(zhì)世界。在理論物理學(xué)界，已經(jīng)有“超對(duì)稱”理論解釋過暗物質(zhì)，與之呼應(yīng)，可將描述平凡暗物質(zhì)對(duì)稱性的觀點(diǎn)稱為“平凡對(duì)稱”。一般說來，“平凡對(duì)稱”還只是一個(gè)初步概念，細(xì)節(jié)有待探索與斟酌。

如果最終能確認(rèn)暗物質(zhì)是平凡的，不但將在很大程度上改進(jìn)我們對(duì)宇宙天體的認(rèn)識(shí)，還有可能改進(jìn)人們對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)，加深或調(diào)整人們對(duì)物質(zhì)量子特性的理解。