引力波是空间和时间结构中的宇宙涟漪，它来自空间中的灾难性事件，如黑洞和中子星的碰撞--大质量超巨星的核心坍缩。地球上极其敏感的引力波探测器，如先进的LIGO和Virgo探测器，已经成功观测到几十个引力波信号，它们也被用来搜索暗物质：一种假设的物质形式，被认为占宇宙中所有物质的大约85%。暗物质可能由不吸收、不反射或不发射光的粒子组成，因此它们不能通过观察电磁辐射来检测。
暗物质是不能直接看到的物质，但我们知道暗物质的存在，因为它对我们可以直接观察到的天体有影响。
超轻玻色子粒子是一种新型的亚原子粒子，科学家将其作为令人信服的暗物质“候选者”提出。然而，这些超轻粒子很难被探测到，因为它们的质量极小，而且很少与其他物质相互作用--这正是暗物质似乎具有的关键特性之一。
引力波的探测提供了一种利用重力探测这些极轻玻色子粒子的新方法。科学家们推测，如果在快速旋转的黑洞附近有某些超轻玻色子粒子，极端的重力场会导致这些粒子被困在黑洞周围，在黑洞周围形成一个云。这种现象可以在很长的寿命内产生引力波。通过搜索这些引力波信号，科学家们最终可以发现这些难以捉摸的玻色子粒子，如果它们确实存在的话，并可能破解暗物质的密码或排除某些类型的拟议粒子的存在。
在最近LIGO-Virgo-KAGRA合作的一项国际研究中，来自澳大利亚国立大学的OzGrav副研究员孙丽丽博士是主要研究人员之一，一个科学家团队为这些来自快速旋转的黑洞周围玻色子云的预测引力波信号进行了首次全天空搜索。
“引力波科学为研究基础物理学打开了一个全新的窗口。它不仅提供了关于宇宙中神秘的紧凑天体的直接信息，如黑洞和中子星，而且还允许我们寻找新的粒子和暗物质，” 孙博士说。
虽然没有检测到信号，但研究小组能够得出关于我们银河系中可能存在这些云的宝贵结论。在分析中，他们还考虑到引力波信号的强度取决于玻色子云的年龄：玻色子云在通过发出引力波而失去能量的过程中会缩小，所以引力波信号的强度会随着玻色子云的老化而降低。
孙博士说：“我们了解到，一种特定类型的小于1000年的玻色子云不可能存在于我们银河系的任何地方，而这种年龄高达1000万年的玻色子云不可能存在于距离地球约3260光年的范围内。”
“未来的引力波探测器肯定会开启更多的可能性。我们将能够深入宇宙，发现关于这些粒子的更多见解。”