暗物质新探:可能并非重质量粒子,性质待揭秘

天文在线知识 2025-01-27 10:20:42

“技术员正在扫描LUX-ZEPLIN(LZ)暗物质探测器上的尘埃。图片来源:LZ实验

暗物质可能并不重

根据最新研究,暗物质可能需要‘瘦身’。

到目前为止,我们已经有大量证据表明暗物质的存在。这是因为目前宇宙学观测的结果无法解释现实宇宙的状态,我们所能观测到的所有物质的总和计算得到的引力效应都远远不足以解释我们在星系、星系团和整个宇宙中看到的实际的总引力效应。

暗物质的质量远远超过了宇宙中的常规物质,但我们对于这个神秘粒子依然所知甚少。暗物质可能具有非常大跨度的质量范围,从已知最轻粒子质量的十亿分之一,到远超最重粒子的质量。

目前许多物理学的研究预测了暗物质属于较重的离子,因此对于暗物质的搜索大多也集中在已知较重粒子的质量范围内。然而,这些搜索到目前为止并未取得突破,这让物理学家开始怀疑暗物质可能比预期的要轻得多……也可能要重得多。

但是,根据一篇最近出现在服务器arXiv上的预发表论文,对更重的暗物质的研究面临一些较为困难的问题。

这是因为我们对暗物质的研究依据的是我们预期它有时、或者至少偶尔会与常规物质相互作用。在极早期的宇宙中,暗物质和常规物质之间的相互作用要频繁得多。但随着宇宙的膨胀和冷却,这些相互作用逐渐消失,暗物质似乎被“冻结”了,成为了“遗迹”。

几乎所有的暗物质模型都预测,暗物质通过某种涉及希格斯玻色子的相互作用与常规物质“对话”。希格斯玻色子是负责许多粒子质量的著名粒子,在2012年通过大型强子对撞机(LHC)被发现。

但物理学中的相互作用是双向的。许多粒子通过与希格斯的相互作用获得质量,反过来,希格斯的质量也会受到与其他粒子相互作用的影响。由于这些粒子非常轻,对希格斯玻色子的反作用力并不强,因此我们通常不考虑对希格斯玻色子的反作用。

但是,如果暗物质要重得多,例如质量接近已知最重粒子质量的十倍,那么它的相互作用将导致希格斯玻色子质量膨胀,使其比实际测量结果要重得多。

当然也有一些模型可以绕过以上的机制,例如认为暗物质可能根本不与常规粒子有相互作用,或着暗物质是不是通过希格斯玻色子,而是采用其他异乎寻常的机制与常规例子发生相互作用。但这些模型极为稀少,且无一例外需要大量的微调和额外步骤来解释我们目前所看到的宇宙。

这意味着,无论暗物质是什么,它更可能是一个超轻粒子,而非超重粒子。

相关知识

在宇宙学中,暗物质(英语:Dark Matter)是指不与电磁力产生作用的物质,也就是不会吸收、反射或发出光。人们目前只能透过重力产生的效应得知,而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。[2]

现代天文学经由引力透镜、宇宙中大尺度结构的形成、微波背景辐射等方法和理论来探测暗物质。而根据ΛCDM模型,由普朗克卫星探测的数据得到:整个宇宙的构成中,常规物质(即重子物质)占4.9%,而暗物质则占26.8%,还有68.3%是暗能量(质能等价)。[3][4][5]暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性(inconsistency),对结构形成也非常关键。暗物质很有可能是一种(或几种)粒子物理标准模型以外的新粒子所构成。对暗物质(和暗能量)的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。

2015年11月,NASA喷射推进实验室的科学家盖瑞·普里兹奥(Gary Prézeau)以ΛCDM模型模拟银河系内暗物质流过地球与木星等行星的情形,发现这会使该暗物质流的密度明显上升(地球:{\displaystyle 10^{7}}{\displaystyle 10^{7}}倍、木星:{\displaystyle 10^{8}}{\displaystyle 10^{8}}倍),并呈现毛发状的向外辐射分布结构。

BY:Paul M. Sutter

FY:Astronomical volunteer team

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评论列表
  • 2025-01-29 12:42

    空间是离散的,由大量空间单元组成,空间单元并不小,比光子还要大,空间单元流动时会互相碰撞,会发生量子波动。空间压力差决定了空间流动速度,地球上的空间,越接近地心空间压力越大,正确来说,在这样的压力差的情况下,空间应该会迅速扩散,但是有并一种情况可以使空间不扩散,甚至向中心集结,那就是空间涡流。空间涡流是最稳定的暗物质团,空间涡流范围内,会表现出引力和质量,这也证明了空间质量的存在

  • 2025-01-28 12:07

    万有力与电磁力的统一是:物体(粒子、星球)之间不但有引力还有斥力,二者相互依存、相互转换,都是电磁波力。中子、原子是带电的,物体是带电的。物体内外都有变化的电参数,还有变化的机械参数。能解释太多的现象,包括人类社会现象。宇宙、地球、动植物是个大化工厂。 黑洞是一台非常大的水泵(风机) 真空有电流 时间是事物变化过程! 光内外同样有引斥力及转作用

  • 2025-01-27 17:24

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!———能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学(包括逻辑)都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象,变化现象当本质(不变现象)是思维错乱丧心病狂。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖&蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???狗屎核弹方程是如何应用的???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

  • 2025-01-27 17:24

    ❌以太的小胆太小了!!!以太是波动学派的托辞遮羞布,悖论斯坦干脆厚脸皮直接骗,让波搞独立单干/和物质质量说拜拜,来个二象性指鹿为马,无源场也用上!再诠释诠释,高速低速搞区别对待,宏观微观弄成不同,质量尺寸时间都弄成可以变,能量搞成数学能量,,,还不行?绝对时空也不要了,相对运动搞成残废/让光绝对运动,相对时空更美妙可惜惯性系不同意。又不行了??什么能难住骗子呢?换个假说继续骗,搞广义的,把空间也搞弯,轨道电子不干就不管它了,物质相互力也弄点鬼,,,,用假说无中生有(🍎哈哈,我说有鬼谁能证无?)号称证明全称命题,脸厚怕啥?坚决把大胆假说革命进行彻底/1955/game over?

  • 2025-01-27 17:24

    真理都是简单的,不证自明(不变现象)无法证明(全称命题/可证伪),悖论诠释百年号称证明(全称命题)是骗。古希腊哲学对真理(科学知识)的理解——真理是不变的现象。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流现象不变,太阳东升西落现象不变,都是有用的真理/知识/知道。物质不灭,能量守恒,电荷守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,……都是不变的现象/真理。居然有人号称人人不知的空间弯曲是真理,还胡编人人可知的时间是虚幻!!都是缺德笑话。绝对时空可微可积,弯曲不均匀空间可积分吗?科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,鼓吹不确定(不知道)❌是鬼迷心窍丧心病狂。科学是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。所有物质100%由带电质量体/粒子构成(不变现象/本质),电子质子结合成中子,正负光子结合成中微子。……不显电性的中子,中微子,穿透材料/等离子体/微观电磁结构的能力强大,中微子极其微小,必然是穿透物质材料的惯性运动冠军。电子质子光子都带电,穿透力当然不行。——物体材料边缘亚原子尺度正负电场密集分布,带电光子电子受引力斥力作用,分裂成双缝干涉条纹,边缘衍射条纹,奇怪吗???

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