「微型龍捲風群」可能是宇宙結構形成的關鍵！最新研究揭秘暗物質奧秘

一項突破性研究指出，當看不見的暗物質開始旋轉時，可能會形成遍佈宇宙空間的「漩渦團」，這些結構或許正是連結所有星系的宇宙網的基礎。這項發表於《物理評論D》期刊的理論研究，為「超輕」暗物質的奇特行為提供了全新觀點。

物理學家在研究中探討暗物質暈旋轉時會發生的現象。根據理論模型與精密的模擬計算，這種奇特物質可能表現得像超流體，形成穩定的旋轉核心，其內部布滿類似實驗室中觀察到的漩渦晶格結構。

顛覆傳統的暗物質觀點

有別於將暗物質視為一堆沉重、遲緩且無內部結構的傳統觀點，這項研究聚焦於質量僅電子百萬分之一的超輕粒子。這些粒子不會只是靜靜飄浮在太空中，若它們能透過斥力彼此互動作用，其行為會更接近量子流體。

這種流體特性讓「孤子波」得以形成──這是一種緊湊且結構連貫的天體，其向內的引力恰好被粒子間斥力產生的向外壓力所平衡。研究共同作者、巴黎薩克雷大學理論物理學家菲利普·布拉克解釋：「孤子波是運動方程的經典解，類似太陽的流體靜力平衡狀態。」

旋轉暗物質的驚人發現

當研究團隊模擬這種特殊暗物質雲的旋轉時，出現了令人驚訝的結果：孤子波內部形成了微觀漩渦晶格，而非像颶風或固體球體那樣平順旋轉。另一位作者派翠克·瓦拉吉斯指出：「這些漩渦呈現量子化特性，排列成規則的晶格模式。」

這些漩渦與一般流體的旋轉不同，更類似超流體氦中出現的量子化漩渦線。瓦拉吉斯形容：「旋轉不是平順的氣流，而像是排列成晶體結構的微型龍捲風束。」

連結宇宙的大膽假設

研究團隊提出一個引人入勝的假設：這些微小漩渦結構可能在更大尺度上產生影響。特別的是，他們推測某些漩渦線可能延伸超出單一暗物質暈，透過宇宙網的巨大暗物質絲狀結構將星系連線起來。

布拉克謹慎表示：「目前這仍只是假設。」但若屬實，可能意味著暗物質的量子效應會微妙影響星系在這些宇宙巨網中的排列與運動方式。

探測宇宙幽靈漩渦的挑戰

由於暗物質不發光也不吸光，科學家只能透過它對恆星、氣體等可見物質的引力作用來間接偵測。布拉克指出：「這些漩渦會造成暗物質密度的凹陷，進而在重力勢能中留下特徵，可能影響銀河系等星系中恆星與氣體雲的軌道。」

研究團隊計劃進一步探討這些預測中的漩渦晶格是否能透過天文觀測被發現，以及它們是否真的與遍佈宇宙的絲狀結構相連。雖然這些幽靈般的漩渦目前仍無法直接觀測，但隨著理論與技術的進步，科學家可能會發現宇宙不僅充滿看不見的物質，更交織著旋轉的量子線圖案。