宇宙中最强大的宇宙射线目前没有解释。新的研究表明，我们银河系中奇特的、自我湮灭的粒子可能就是答案。

超新星残骸 W44 在强大的宇宙射线与气体碰撞的地方发出洋红色光芒。科学家们正试图追踪宇宙中最强宇宙射线的起源——一项新的研究提供了一个不同寻常的答案。 （图片来源：NASA Goddard）

落在地球上的最强大的宇宙射线可能不是来自宇宙的遥远角落，而是来自在我们自己的后院自我湮灭的重暗物质粒子。

宇宙射线是不断流经宇宙的高能粒子。它们主要由质子组成，但偶尔也可以由重元素（如氦甚至铁）的原子核组成。尽管它们很微观，但它们却很有冲击力。每个粒子的飞行速度几乎是光速，最快的粒子加速器的能量比我们最强大的粒子加速器强数万亿倍。

天体物理学家了解大多数宇宙射线的起源。宇宙中任何时候发生高能事件，都可能产生宇宙射线雨。这可能包括超新星、合并的恒星和被黑洞吞噬的物质。

但我们并不完全了解最强大的宇宙射线的起源。问题是，尽管它们有很多能量来源，但这些来源距离数十亿光年。这些超能粒子如果不显着减速就无法传播那么长的距离。所以，也许他们的起源离家更近。

也许他们的起源比单纯的宇宙爆炸要奇特得多。在最近一篇尚未经过同行评审的论文中，一位俄罗斯天体物理学家提出，最强大的宇宙射线来自一种奇异的暗物质。

这个暗物质粒子本身就非常重——甚至比已知最重的粒子顶夸克重得多。这种被称为标量的暗物质粒子是在宇宙历史的最早时刻产生的，在一个被称为膨胀的时代，当时宇宙在瞬间变得大了许多数量级。

从那时起，标量在很大程度上一直处于背景中，因为它对光不可见，并且仅通过其引力影响宇宙的其余部分。但非常非常罕见的是，两个标量可以相交——并在此过程中在一瞬间相互湮灭。这种闪光可以包括极高能的宇宙射线。

标量龙无处不在，因此它们可以在我们自己的星系中产生超高能宇宙射线。但这就是有趣的想法必须与观察现实相遇的地方。如果标量相交太频繁，它们将产生比我们观察到的更多的高能宇宙射线。相反，如果它们没有足够频繁地相交和湮灭，那么它将与已知的观测结果不匹配。

碰巧的是，湮灭标量可能是我们所拥有的高能宇宙射线探测数量的原因;密度和相互作用频率与暗物质的已知行为相匹配。

然而，这是一个脆弱的假设。在早期宇宙中产生标量需要对爱因斯坦的广义相对论进行调整，而这些调整可能经不起进一步的审查。对于解释最高能量的宇宙射线，也有相互竞争的提议。例如，它们可能在我们自己星系的分子云中产生，而不需要暗物质。

尽管如此，这是一个有趣的想法，它展示了我们宇宙的极端如何被用作激进思想的试验台。通过继续追求这些想法，我们可以找到其他方法来观察它们。如果这个想法成功，它不仅会给我们一个窗口，让我们了解暗物质，还会了解早期宇宙本身。