科学家称发现宇宙第五种基本力，能将可见世界与暗物质联系起来

您脱风云错

我们知道宇宙存在四大基本力，分别是强核力（Strong nuclear force）、弱核力（weak nuclear force）、电磁力（electromagnetic force）以及引力（gravitation）。可以说自爱因斯坦起（爱因斯坦时代就只发现了引力和电磁力），科学家就一直想要实现宇宙的大一统。

但是近日，匈牙利科学家克拉斯纳霍凯声称，他们发现了大自然的第五种基本力，它可能会改变我们对宇宙运行方式的理解，这是一种“将可见世界与暗物质联系起来”的能量。

因为之前理论物理学家提出，可能存在带有电磁力的奇特粒子，如“暗光子”（dark photons）。

克拉斯纳霍凯团队为了寻找暗光子，就用光子轰击薄锂片。当锂吸收了光子，就变成了不稳定的铍，铍衰变之后产生电子和正电子。克拉斯纳霍凯团队在实验中发现，以140度角轰击薄锂片，可以产生更多电子和正电子。

克拉斯纳霍凯称，当粒子以一种奇怪的方式分裂时，他们看到了一个兴奋的、衰变的氦原子发出的光，而这种方式是目前物理学所不能解释的，它不同于目前我们所知的四大基本力。

克拉斯纳霍凯认为，这些多出来的粒子是由质量为电子34倍的某种粒子产生的。他们称之为X17，所以他在一封电子邮件中说，“X17可能是一种粒子，它将我们的可见世界与暗物质连接起来。”

据报道，三年前，当克拉斯纳霍凯团队第一次在实验中发现这种不同寻常的放射性衰变现象时，他们就推测这是一种新型粒子，这是自然界存在的“第五种力”。

他们的研究论文于2015年底刊发在著名的《物理评论通讯》（Physical Review Letters）上，

《自然新闻》（Nature News）也做了报道，不过当时并没有引起学界多大的反响。这一次，情况大有不同了，因为这是第二次探测到这种新的粒子。

暗物质（Dark matter）是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种目前已知的物质。大量天文学观测中发现的疑似违反牛顿万有引力的现象可以在假设暗物质存在的前提下得到很好的解释。

现代天文学通过天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果表明暗物质可能大量存在于星系、星团及宇宙中，其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型（ΛCDM模型）可确定宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。

但是目前科学家并没有直接探测到暗物质，如果真的存在第五种基本力，将我们的可见世界与暗物质连接起来。

那么首先会对爱因斯坦的理论造成影响，自爱因斯坦的相对论横空出世以来，科学家发现爱因斯坦的引力理论存在一些漏洞。

因为在这四种力中，科学家至今对为什么产生引力目前没有详细解释。广义相对论认为万有引力是由于时空弯曲而产生，但是这个解释还存在一些问题。而引力理论所存在的问题，科学家就解释为宇宙中存在一种不可见的暗物质。

如果暗物质真的存在的话，那么将验证爱因斯坦的引力理论，究竟是新发现的基本力取代引力成为第四种基本力，还是更加验证引力的正确性，而从四大基本力变成五大基本力。

除此之外，那么它将颠覆现有的物理体系，我们都知道，杨振宁的杨·米尔斯理论为基础的规范场论发展成为基本粒子的标准模型，在粒子物理学里，标准模型是一套描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子的理论。即使是尚未统一到标准模型中的引力，也有可能包括进规范场的理论之中。由此实现了三大力的统一。

强核力使原子核保持在一起，弱核力导致些原子的放射性衰变，电磁力将分子结合在一起，引力使行星、恒星和星系不被撕裂，标准模型下的物理宇宙井然有序。

杨·米尔斯理论可以说是20世纪后半叶最伟大的物理成绩之一，由杨·米尔斯理论发展的标准模型准确地预言了在世界各地实验室中观察到的事实，其应用已经深入在物理学的其他分支中，诸如高能物理、统计物理、凝聚态物理和非线性系统等等。

而如果这项发现成真，那么将对现有的物理体系造成无法预知的影响，究竟标准模型能否适用于第五大基本力，如果不适用，规范场论是不是需要进行修改，新基本力的发现会不会与现有科学原理引发矛盾，这些都未可知。

不过，如果真的成真的话，这将毫无疑问是一项诺奖级的成就，该项研究成果将增进人类对于宇宙运行机制的理解，尤其是解答“暗物质”为何的谜团。

原文地址：今日头条

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