比黑洞還不可思議，宇宙中的這種天體每一個都是一個巨型原子

小說家劉慈欣在其科幻作品《球狀閃電》中描寫過一種巨大的肉眼可見的「宏原子」。這當然是小說家言。但最近一些科學家根據計算機模擬結果發現，宇宙中還真的有可能存在一種類似的天體。它們個頭如恆星，但卻不會發光，整體上的特點如同一個巨大無比的原子。這種奇特的量子天體名叫「軸子星」。

「軸子星「是由一種目前僅存在於假說中的粒子——軸子組成的。軸子是暗物質的主要候選者之一。不同的理論分支對軸子的質量有不同的預言，但總體上認為軸子是一種質量非常小的粒子。

軸子之間很難發生相互作用，但是如果它們之間能夠通過引力發生聯繫，就會形成一種具有奇異特性的緻密球體。軸子形成的天體和一般恆星截然不同，因為軸子是一種玻色子。玻色子是基本粒子中的一類，光子也屬於玻色子。

在量子物理學中，粒子的本質是一份一份的能量，每一種粒子都有特定的能量級。玻色子的特別之處在於，多個玻色子可以同時處於相同的能量級上；這一點和另外一類粒子——包括電子和質子在內的費米子不一樣。因此在玻色子星，亦即軸子星的內部，每一個軸子都處在最低的能量級上，這導致整顆軸子星具有一致的量子行為，表現得就像一個巨大的單一粒子。

組成軸子星的物質處於「玻色-愛因斯坦凝聚態」，物理學家曾在實驗室里，通過把原子冷卻到接近絕對零度，得到過這種物質狀態。在實驗室里，這類凝聚態物質還能夠形成超流體——一種流動起來阻力為零的奇特流體。

一直以來，一些物理學家認為軸子間的引力太弱，無法聚集成天體。但是最近一篇發表在《物理學評論通信》上的論文宣稱，宇宙中存在軸子星的可能性並不是沒有。前提是要看軸子的質量究竟是多少。

計算機模擬結果顯示，如果軸子的質量非常大，如QCD軸子所預言的那樣，那麼形成一顆軸子星所需的時間，大約是10億年。而如果軸子的質量非常小，那麼形成一顆軸子星只需1000萬年左右。無論是10億年還是1000萬年，都比宇宙當前的年齡要小。

新的模擬以類似於氣體的鬆散軸子為起始狀態。在只有引力作用的情況下，這些分散的軸子最終凝聚在了一起。而當這些「玻色-愛因斯坦星」成型後，還能夠繼續吸附軸子，繼續增大。

假如宇宙中的暗物質大部分是以這種方式儲存在這種奇異天體的內部，那麼我們在地球上檢測不到軸子這種類型的暗物質粒子也就不奇怪了。

軸子星雖然不直接發光，但也能夠產生一些可供檢測的信號。軸子會衰變為光子，軸子星內部的一系列粒子反應能夠產生可感的輻射。軸子星若是不幸和中子星發生碰撞，會引發強烈的射電暴——這或許還能解釋神秘的快速射電暴從何而來。近年來天文學家在太空中發現的一系列來源不明的強烈無線電信號引發了很多猜想。有天文學家認為它們來自外星文明。

[參閱] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.151301

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