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哪种粒子构成了宇宙?科学家提议搜寻温暗物质

2024-11-02 206


目前的宇宙学理论以冷暗物质为主,不过最近有科学家提出寻找另一种温暗物质,它们可透过映射遥远星系的氢气分布显现出来。

构成宇宙最主要的成分,不是你我眼前所见任何物质,而是至今有迹可循、但无人可察的暗物质与暗能量。科学家认为暗物质由一种或多种不同于一般物质(比如电子、质子、中子等)的基本粒子所构成,而粒子物理学家提出许多新粒子做为暗物质的基本单位,比如大质量弱交互作用粒子(WIMP)、轴子、惰性微中子等;如果依照运动速率分类,可以分为冷暗物质、温暗物质与热暗物质 3 种类型,但到目前为止还没有任何一种粒子被发现。

目前的宇宙暗物质模型以“冷暗物质”为主,它们不发光、不带电荷、也不吸收或发射任何已知辐射,只透过重力与其他物质相互作用,整个宇宙中,我们能掌握的常规物质(即重子物质)只占 4.9%,其余都被摸不着头绪的力量控制着。

但无论暗物质是什么东西,它们干涉了银河系的结构演化、宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background,CMB)辐射的分布,都是事实。

由哈佛─史密松天体物理中心天文学家 Sownak Bose 领导的团队,最近开始研究一种相对受欢迎的温暗物质(Warm Dark Matter,WDM)假想粒子,它们能够与接近光速的极轻粒子相互作用,尤其是在早期宇宙中被认为含量丰富、属于热暗物质的微中子(neutrino)。

团队利用电脑模拟出以这种温暗物质构成的宇宙,发现这种温暗物质的影响虽然偏小不明显,但在某些地方会出现讯号,特别是遥远星系,可以透过映射星系内的氢气找到踪迹。

研究人员表示,未来的高灵敏仪器应该能绘制出详细的、全新氢气吸收分布图,以肯定或排除这种温暗物质的可能性。新论文发表在《皇家天文学会月报》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

  • Looking for Warm Dark Matter

(首图来源:pixabay)

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