暗物质的6个最大的未解之谜

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20世纪30年代，天文学家注意到，在一个遥远星系团中，星系彼此之间的轨道运行速度比他们预测的速度快得多。如果这样下去，星系就会分漰离析，如何解决这个问题呢？天文学家提出的一种称之为暗物质的看不见的物质能提供额外的引力，从而维持星系。

从那时起，研究人员已经证实这种神秘的物质可以在整个宇宙中被发现，而且它比组成普通事物如恒星和人类的普通物质丰富六倍。然而，尽管在整个宇宙中都能看到暗物质，科学家们仍在为它挠头。以下是关于暗物质的7个最大的悬而未决的问题。

1、什么是暗物质？

首先，也许最令人困惑的是，研究人员仍然不确定暗物质到底是什么目前，暗物质的主要竞争者是一种假设性的粒子，称为弱相互作用的大质量粒子（wimp），它的行为有点像中子，只是比质子重10到100倍。

2、暗物质的性质是什么？

天文学家们通过与普通物质的引力相互作用发现了暗物质，这表明这是暗物质在宇宙中存在的主要方式。但是，当试图了解暗物质的真实性质时，研究人员几乎没有什么进展。根据一些理论，暗物质粒子应该是它们自己的反粒子，这意味着两个暗物质粒子相遇时会相互湮灭。国际空间站的阿尔法磁谱仪（AMS）实验自2011年以来一直在寻找这种湮灭的迹象，并已检测到数十万个事件。科学家们仍然不确定这些物质是否来自暗物质，这个信号还没有帮助他们确定暗物质到底是什么。

3、暗物质能带电荷吗？

一个从时间的开始发出的信号使一些物理学家认为暗物质可能有电荷。宇宙诞生初期，即大爆炸后的1.8亿年，恒星发出的辐射波长为21厘米。然后它被同时存在的冷氢吸收。当今年2月探测到这种辐射时，它的特征表明氢比科学家预测的要冷得多。带电荷的暗物质可能会将热量从无处不在的氢中吸走，但这一猜测尚未得到证实。

4、暗物质是否由多个粒子组成？

普通物质是由诸如质子和电子这样的日常粒子组成的，也包括一个更奇异的粒子群，如中微子、介子和介子。因此，一些研究人员怀疑暗物质（占宇宙物质的85%）是否也同样复杂。”暗质子可以与暗电子结合形成暗原子，产生像在可见光世界中发现的那样多样有趣的结构。尽管在物理实验室中越来越多地想象出这样的建议，但科学家们至今仍未能找到一种方法来证实或否认这些建议。

5、暗物质能由轴子构成吗？

随着物理学家越来越不喜欢弱相互作用重粒子，其他暗物质粒子也开始受到青睐。其中一个主要的替代品是一个被称为轴子的假想粒子，它非常轻，可能只有10个提升到比质子质量小的第31个能量。轴子现在正在一些实验中被寻找。最近的计算机模拟已经提高了这些轴子可能形成类似恒星的物体的可能性，这些物体可能会产生可探测的辐射，这与被称为快速无线电爆发的神秘现象非常相似。

6、我们能探测到暗物质吗？

如果暗物质是弱相互作用的大质量粒子，它们应该在我们周围，不可见，几乎不可探测。为什么我们还没有找到？虽然暗物质粒子不会与普通物质发生太多的相互作用，但在暗物质粒子穿过太空的过程中，它总是有轻微的机会撞击到普通粒子，比如质子或电子。因此，研究人员已经建立了一个又一个实验来研究地下深处的大量普通粒子，在那里它们被屏蔽，以避免干扰辐射，从而模拟暗物质粒子碰撞。经过几十年的搜索，这些探测器中没有一个能做出可信的发现。暗物质粒子很可能弱相互作用的大质量粒子小得多，或者缺乏便于研究的性质。


原文地址：今日头条