我們知道，宇宙中存在著許多巨大的黑洞，它們的質量可以達到數百萬甚至數十億倍的太陽質量。這些黑洞通常位于星系的中心，被稱為超大質量黑洞。當兩個星系發生碰撞和合并時，它們的中心黑洞也會相互靠近，形成一個黑洞雙星。這樣的雙星系統會不斷地發出引力波，從而損失能量和角動量，最終導致兩個黑洞的合并。這個過程對于理解星系的形成和演化，以及探測引力波的來源，都有重要的意義。

然而，數值模擬表明，使用冷暗物質模型的星系，黑洞雙星通常會在幾個秒差距的距離上停滯，而不會進一步縮小。這是因為在這個尺度上，黑洞雙星周圍的恒星和暗物質的密度不足以提供足夠的散射，從而幫助黑洞雙星進一步縮小軌道。

這個問題被稱為最后一個秒差距問題。如果沒有其他的機制來促進黑洞雙星的合并，那么它們可能需要數十億年甚至更長的時間才能完成合并，這與觀測到的引力波事件的頻率不符。

那么，有什么因素可以加速黑洞雙星的合并呢？有一些可能的機制，比如說，黑洞雙星的軌道可能會因為與第三個黑洞的相互作用而變得更加偏心，從而增加引力波輻射的效率。或者，黑洞雙星的周圍可能會有一些氣體，它們會因為粘滯效應而與黑洞雙星交換能量和角動量，從而使黑洞雙星的軌道收縮。但是，這些機制的有效性和普遍性還有待進一步的研究和驗證。

在最近發表的一篇論文中，作者提出了一個新的可能的機制，黑洞雙星的周圍可能會有一些超輕暗物質，它們會因為引力冷卻而產生暗物質波，這些波會有效地從黑洞雙星那里帶走軌道能量，從而迅速地使它們靠近。

什么是超輕暗物質呢？它們是一種假設的暗物質的候選者，它們的質量非常小，約為10^-22 eV/c2，這意味著它們的德布羅意波長非常大。因此它們的行為更像是波而不是粒子，可以用薛定諤方程來描述。當它們形成一個暗物質暈時，它們會有一個特征的密度波動，稱為索爾冬結構。當它們與一個黑洞雙星相互作用時，它們會因為黑洞的引力而產生一種類似于聲波的波動，稱為暗物質波。

(www.ws46.cOm)

為了檢驗這個假設，他們進行了一些數值模擬，模擬了黑洞雙星在超輕暗物質暈中的演化。他們用施瓦西度規來描述黑洞的引力場，忽略了黑洞的自旋和相對論效應，并且用薛定諤-泊松方程來描述ULDM的波函數和引力勢。他們的結果表明，超輕暗物質波可以導致黑洞雙星的快速軌道衰減。