天文科普:“毛茸茸”暗物質或在早期宇宙中製造出纖細長絲
來源:科技日報
作者:劉霞
發布時間:2020-11-18
瀏覽次數:2086

一項新研究稱,據信約占宇宙總質能25%的暗物質可能由極微小的輕粒子組成。模擬顯示,這種“毛茸茸”暗物質或許改變了宇宙曆史的進程,並在早期宇宙中製造出了纖細的長絲(si) 而非星係。

  暗物質是一種遍布整個(ge) 宇宙的未知物質。它不發光,因此被稱為(wei) 暗物質。但它的引力作用將星團束縛在一起,並導致星係邊緣的恒星更快旋轉。許多科學家認為(wei) ,大多數暗物質是冷的,這意味著其移動速度相對較慢。但也有人持不同觀點,認為(wei) 其可能又小又毛茸茸的,這意味著它會(hui) 因為(wei) 輕巧而迅速移動。

  相關(guan) 論文發表於(yu) 最新一期《物理評論快報》。論文合著者、美國普林斯頓大學天體(ti) 物理學研究生拉克蘭(lan) ·蘭(lan) 卡斯特說:“我們(men) 的模擬表明,在擁有毛茸茸暗物質的宇宙中形成的第一批星係和恒星,與(yu) 擁有冷暗物質的宇宙中出現的第一批星係和恒星看上去非常不同。”

  蘭(lan) 卡斯特解釋說,有些科學家認為(wei) ,暗物質由弱相互作用大質量粒子(WIMP)組成,WIMP的質量為(wei) 質子的幾十倍或幾百倍。暗物質應該堆積於(yu) 星係中央,但迄今沒有人發現這一點。

  如此一來,毛茸茸暗物質比冷WIMP暗物質更難聚在一起。毛茸茸暗物質會(hui) 聚結成又長又稀疏的物質——比束狀星係更大的細絲(si) ,因此,星係將更大或更晚一點誕生。暗物質在星係中央的堆積也將變得更加困難,這或許可以解釋為(wei) 什麽(me) 天文學家在觀察星係時沒有觀察到這種團塊。

  研究人員表示,即將升空的望遠鏡能追溯到宇宙曆史的這一極早期,並有可能區分不同類型的暗物質,從(cong) 而使物理學家更好地理解其性質。

  包括位於(yu) 智利的大型天氣觀測望遠鏡和在世界各地建造的30米級望遠鏡等儀(yi) 器,將很快可以追溯到宇宙最早的某些時期。蘭(lan) 卡斯特說,這意味著“我們(men) 要麽(me) 開始看到毛茸茸暗物質產(chan) 生的影響,要麽(me) 就排除它們(men) 。”

  總編輯圈點

  浩瀚星河,肉眼可見不過冰山一角。宇宙的絕大部分秘密,對人類來說依然是隱藏的,譬如暗物質。盡管這是一種因存在現有理論無法解釋的現象而假想出的物質,但不妨礙它是宇宙的重要組成部分。暗物質的密度非常小,但是總質量很大,它是人類探索更深層次宇宙奧秘時無法回避的問題。它們(men) 究竟是“毛茸茸”還是“光禿禿”,不僅(jin) 僅(jin) 是有趣這麽(me) 簡單,還將會(hui) 刷新我們(men) 對星係形成和演化的認識,一旦確定,將會(hui) 改寫(xie) 所有的天文教科書(shu) 。

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