新论文称，爱因斯坦的预测意味着整个宇宙可能存在罕见的“引力激光”

一项结合阿尔伯特·爱因斯坦的两个著名预测的新研究表明，时空涟漪可以结合成“引力激光”，从黑洞中以随机方向射出整个宇宙。

在他众多的理论见解中，阿尔伯特·爱因斯坦预测了我们宇宙中存在的两种现象，并已得到证实：引力波和受激辐射。新的研究发现，这些效应有时可以结合成罕见且奇异的“引力激光”——可能会带来一种检测宇宙中最难以捉摸的物质之一的新方法。

您每天都会经历激光形式的受激辐射，例如当地超市的条形码扫描仪或城市周围传输信息的光纤电缆。在激光器体内，原子发出适当波长的辐射来激发附近的原子，使它们释放出相同波长的辐射。辐射级联直到变成相干光束——激光的输出。天文学家也发现了天然的激光源，特别是在巨大的冷分子云中（其中的光束被称为微波激射器，因为它们发出微波辐射）。

北京中国科学院大学的物理学家刘静在一月份发表在预印本数据库 arXiv 上的一篇论文中提出，重力本身可以被引导到宇宙激光束中，但只能是如果暗物质（一种神秘的、不可见的物质，估计占宇宙物质的85%）的某种模型是正确的。  

这种暗物质模型基于轴子，轴子是假设的充斥宇宙的超轻粒子。这些粒子非常轻，因此具有显着的量子特性，这意味着它们的波长相当大。它们并不严格地表现为粒子，而是波和粒子的奇怪组合。

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这种波状性质使得轴子能够被黑洞捕获。但由于它们的波长很大，它们不“适合”黑洞的事件视界。轴子不会落入黑洞，而是存在于黑洞周围，类似于电子存在于原子核附近的方式。几十年来，物理学家已经理论化，这些“黑洞原子”可能遍布宇宙。

与此同时，黑洞本身往往会发射引力波，这是时空结构中的涟漪。天文学家已经检测到合并黑洞发出的引力波，但孤立黑洞与其环境之间复杂的相互作用也可能导致波发射。

如果引力波的波长恰到好处（如果黑洞发射出足够多的引力波，那么有些引力波必然是恰到好处的），那么它们就可以激发周围的轴子。然后，黑洞周围的轴子将开始以协调的方式移动，引发更多引力波的释放。

这些新的引力波会引起更多的激发，直到整个物体像激光一样级联，向一个方向发射出紧密聚焦的引力波。刘将这一理论现象命名为“引力激光”，他指出，这将是一种新型引力波信号，完全不同于我们以前见过或研究过的任何引力波信号。

这些引力激光虽然威力强大，但非常罕见。首先，条件必须恰到好处才能触发激发级联。其次，大多数激光会远离地球，因为它们从黑洞以随机方向射出，所以我们无法看到它们。但下一代引力波天文台也许能够探测到引力激光。如果我们看到它们，这将是暗物质以轴子形式存在的有力证据——而且我们的宇宙足够强大，足以允许引力激光的存在。