丶,快看世界中的这些怪东西,它们就像是星系那么大的粒子,qq头像可爱

计算机模仿的前期世界大标准(大约5000万光年以上)光源散布。Andrew Pontzen / Fabio Governato

自从科学家发现星系的自转速度太快,不契合人们的估量以来,“暗物质”三个字便逐步进入了大众的视界。有人以为是引力理论不完善,但更多的人以为,世界中必定有某种看不见摸不着的东西,为星系供给了额定的质量,才干保持它的高速自转,不然星系就散架了。

为了寻觅这种看不见摸不着的东西,科学家可谓绞尽了脑汁。这种东西不会和光子发作相互作用,因而咱们看不着。但它必定会发作引力,会影响惯例物质的运动方法。人们巴望找到这样一种暗物质,以期解说世界呈现在咱们眼中的反常。

有的科学家以为,暗物质是由一种弱相互作用大质量粒子组成的。但这些观念有十分显着的短板。由于这样的大质量粒子必定会对世界中的星系结构发作影响,构成一种小标准星系蛛网结构。而这种结构至今停止还没有人看到。所以有的科学家转而探寻另一种或许,假定暗物质是一种超轻粒子。

超轻粒子理论中的一些版别以为,暗物质是由一种质量只要电子1/10^28(10的28次方)的粒子组成的。这些粒子由于质量极小,其行为在必定程度上更像是波。

暗物质在世界质能总和中的占比大约有1/4,因而假定暗物质是一种超轻粒子,那么它们的数量应该是极多的。它们的状况也必定是共同的,这种状况大约与所谓的“玻色-爱因斯坦凝聚态”附近。粒子在这种状况下,通常是超低温的,且会大批集合在一起,其行为就像是一个全体,像是一个巨大的单一粒子。尽管单个暗物质粒子不会与光相互作用,可是在大标准上,暗物质粒子团块发作的场,会使光发作偏振。

持这个观念的科学家以为,受暗物质团块影响而发作的偏振效应,其最小可感规模的直径大约是325光年。场的振动速度,取决于超轻暗物质粒子的质量,因而假定科学家能够发现这种效应,就能够测出暗物质的质量。

这真是一种好像很合理的想象,咱们只要在足够大的规模内,观测到世界星光中存在这种振动,就能够说咱们发现了暗物质存在的依据。

可是现实却让科学家又一次绝望了。

最近一些科学家在“甚长基线望远镜阵列”的观测数据库中,剖析了一组活泼星系及其喷流发作的辐射。在剖析了20年的数据量后,科学家发现了许多疑似的振动现象,但没有一种契合预期。这些振动中的大多与活泼星系核的脉冲有关,几乎没有规则可言;而来自超轻暗物质粒子的振动应当是规则性的。

科学家终究也未能在数据中找到任何与超轻暗物质粒子有关的痕迹,至少没能找到那些能够解说世界缺少小标准星系蛛网结构的理论所预言的那种

寻觅暗物质是一个十分艰巨的使命。或许咱们终究会找到它,但或许咱们始终会徒劳无益。现在科学家仅有能够确认的,是它不归于任何已知粒子,甚至于无法归入现有的粒子物理学。正如相关研究者,俄罗斯科学院原子核研究所的Sergey Troitsky所说,假定一种粒子没有质量,不与外界发作任何其他类型的相互作用,只会发作引力,是简单的;但要求证,状况可就不一样了。

参阅:

Constraining the photon coupling of ultra-light dark-matter axion-like particles by polarization variations of parsec-scale jets in active galaxies

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2019/02/059/meta