暗物质是模糊的?冰冷的?还是大而慢的?

新的分析表明暗物质是冰冷而重的,不发光和模糊的,科学家还没有直接检测到暗物质,什么是暗物质依然是一个谜。天文学家只能通过测量其引力力影响来证明其存在。

一项关于星系际介质,宇宙空洞的光吸收的研究,帮助科学家预测暗物质的可能特征。图片:by Vid Ir?i?/University of Washington

科学家有什么暗物质的理论?旧的理论认为,暗物质是冷的,重的,大的,缓慢移动的,其特征与周围物质弱相互作用粒子。

冷暗物质理论有助于解释为什么星系倾向于聚集在一起,在宇宙中留下巨大的空洞。但该模型也表明银河系应该被数百个卫星星系所包围。只有几十个星系绕着银河星系运行。

模糊暗物质理论在冷暗物质理论中被发展为填补空洞,假定暗物质是由与周围物质相互作用较强的超轻型粒子构成的。模糊的暗物质在整个宇宙中疯狂地跳跃。

物质在大尺度上的行为通常由牛顿物理学或物理学标准模型描述。但是模糊暗物质的大大尺度上运动可以用量子力学来描述,量子力学通常仅描述亚原子粒子和微小尺度的行为。

在星际介质或IGM中的氢气的描绘,其中明亮的区域表示高的气体密度。图片:维德·伊尔西奇

天文学家们对星系际介质进行了研究以确定哪种模型最能描述由暗物质组成的巨大的星系空洞。除了暗物质外。星系际介质、或 IGM,拥有少量的氢气体和氦。氢吸收了远距离天体发射的少量光,如类星体。

研究人员利用全宇宙的类星体吸收观测建立了星系间介质的新模型。他们的分析表明,大而重的暗物质粒子能更好地解释类星体在IGM中的吸收。

研究人员利用全宇宙的类星体吸收观测建立了星系间介质的新模型,他们的分析表明大而重的暗物质粒子能更好地解释类星体在IGM中的吸收。

科学家们在本周发表在《物理评论快报》上的一篇论文中分享了他们的结论。

研究人员说它可能存在一个模糊的暗物质粒子,但它不能解释天文数据,星系聚集类和IGM的光吸收。

华盛顿大学博士后天文研究员VidIr?i?在一篇新闻稿中说:几十年来理论物理学家试图了解必要组成暗物质的粒子和力的性质,我们所做的是暗物质可能是什么?如果补全所有暗物质问题,模糊暗物质与我们的数据不符。

这些图像描绘了IGM内氢气对光的吸收,亮区表示高气体密度。曲线还显示氢吸收。左侧是基于标准冷暗物质模型的模拟。右边是一个基于模糊暗物质的模拟。左曲线与Ir?i?及其同事分析的数据更为一致。图片:维德·伊尔西奇

看到这里你可会问到底是什么?这说的是这样,那个说的又是那样……其实这很正常,因为这就是科学!科学是在不断的自我证伪过程找到客观规律和真理!现在关于暗物的研究就是在一个自我证伪的一个过程(即自己证明自己是错的)直到某一天把所有的错的理论猜想都证明完了…或许真相也就出来了,这就是科学!我们一起期待前沿科学家们的“争锋相对”吧。

原作者:Brooks Hays

编译:中子星

审校:博科园