暗物质有可能消失吗?

QPls-hcmurvh2497257.jpg

暗物质尽管特殊,但也会像普通物质一样产生引力。


ZzX9-hcmurvh2497987.jpg
“修兹劳透镜”星系(Huchra‘s Lenses)的引力导致类星体“爱因斯坦十字”(Einstein Cross)发出的光线在周围发生弯曲。


Hc7e-hcmurvh2501709.jpg
遥远星系的质量并不比地球邻近星系更大。


暗物质是塑造宇宙的“看不见的手”。它决定了哪里会形成星系、哪里不会形成星系。暗物质的引力将恒星串成星系,又将星系串成星系团。星系合并时,暗物质也在其中发挥着作用,影响最终的合并结果。但暗物质究竟为何物?目前还无人知晓。


我们对暗物质的了解大概有以下几条。一:暗物质很多,数量约为“普通物质”的五倍;二:它们不会释放、反射或吸收光线,但可产生引力,因此对星系的演化至关重要;三:暗物质很稳定,自宇宙诞生的138亿年来,暗物质始终不曾衰变成其它物质。即便有也可忽略不计。事实上,即使在亿亿万年之后,暗物质仍将长盛不衰,甚至可能永远不变。


理论物理学家对暗物质的研究主要以上述三条原则为基础。但如果第三点关于暗物质稳定性的理论说错了呢?这便是一套名为“动态暗物质”(Dynamical Dark Matter)的新理论背后的理念。该理论最先由亚利桑那大学物理学家凯斯·迪耶纳斯(Keith Dienes)与拉法耶特学院理论学家布鲁克斯·托马斯(Brooks Thomas)共同提出。虽然该理论在暗物质物理界尚处于边缘位置,但越来越多的人开始被这一学说吸引,也开始有粒子物理学家、天体物理学家加入合作研究阵营。


暗物质领域也的确需要一些新想法。虽然一个多世纪以来,天文学家不断在宇宙各处发现暗物质的痕迹,但始终未能找到任何暗物质粒子。原因并不是缺乏尝试。科学家们试过用大型强子对撞机(LHC)等仪器粉碎粒子,在粒子碎片中寻找暗物质的迹象。他们也试过将锗晶体、液氙和液氩埋在地下深处(比山脉和古老的金矿还要深),寻找与原子核发生碰撞的暗物质粒子。结果均一无所获,没有取得任何物理学家一致认同的成果。


与此同时,暗物质的天体物理学证据不断累积。宇宙中有一种神秘现象:物理学家计算了恒星在星系中的旋转速度后,发现星系边缘恒星的公转速度竟然和内部恒星差不多。但根据我们对引力的了解,外围恒星的运动速度应该慢得多才对,除非有某种看不见的力拉着它们前进。另外,星系团中的星系运动极为活跃,按理说应当早已分崩离析,除非有某种看不见的力将它们维系在一起。注意到共同点了吗?宇宙微波背景辐射是帮助我们了解宇宙诞生初期的最有效工具,而就连这其中也有只能用暗物质才能解释的特征。既然暗物质无处不在,为何我们就是找不到它呢?



分享:

全部评论 ( 0 )

发评论
物理
活跃小组
物理
暗物质尽管特殊,但也会像普通物质一样产生引力。“修兹劳透镜”星系(Huchra‘s Lenses)的引力导致类星体“爱因斯坦十字”(Einstein Cross)发出的光线在周围发生弯曲。遥...