 看不见的物质？检测不到的特征？指向新的可能！ 谁说重子物质可以享受创造生命的所有乐趣呢？  我们宇宙中绝大多数的质量是不可见的，一段时间以来，物理学家一直都在非常努力地理解这些难以捉摸的“东西”究竟是什么。 假设为某种粒子，有人希望大型强子碰撞机可能会产生暗物质粒子，或者说太空望远镜可能会探测到暗物质粒子碰撞出明显的伽马射线探测特征。但到目前为止，两者之间的按时并不多见；这迫使理论物理学家想出新的想法。 重子物质 《鹦鹉螺》杂志在2017年的一篇专栏文章中，著名的理论物理学家Lisa Randall深入研究了暗物质的一种更极端的可能性。与其将暗物质看作一种粒子，不如把它看作是由整个粒子家族组成，它们会产生暗恒星、暗星系、暗行星，甚至还有暗生命？这个暗宇宙的化学反应可能和我们的“普通化学”一样丰富多样。 但这个时候还不要因为与这些“黑暗外星人”的密切接触而感到兴奋。 宇宙有暗物质吗？如果有，那会是什么？  暗物质问题 我们的宇宙是一个美妙而又混乱的地方。 在过去的几十年里，我们已经认识到84.5%的宇宙物质是无形的。鉴于这个相当尴尬的绰号“暗物质”，所以这种材料以一种不与“普通”物质相互作用的状态存在。就像“暗能量”一样，这些东西是“暗的”，因为我们不明白它们是什么。  如果我的桌子上有一块暗物质，我无法知道它在那里。事实上，暗物质块根本不能“坐在”我的桌子上。它会穿过桌子和地板，坠入地壳，加速向地球核心的引力井前进。或者它可能会不知不觉地飞升到太空中。暗物质的相互作用非常弱，以至于团块会穿过所有普通物质，就好像它不在那里一样。 在小尺度上，暗物质的引力效应是微不足道的，但在宇宙距离上，暗物质的存在是绝对可以感觉到的——它可以从它对星系团的引力影响及其对星系自旋的影响中间接观察到。所以我们知道它就在那里，只是我们看不见。 尽管有理论存在，我们依旧不知道“它”是什么。  普通物质——又名重子物质——通过电磁力、引力、弱核力和强核力相互作用。这些力传递能量并提供所有物质的结构。另一方面，暗物质通常被视为是一种无定形的“物质”云，不能通过电磁力、弱力或强力相互作用。因此假定暗物质是“非重子物质”。(尽管有一些理论暗示了暗物质的重子来源——特别是MACHO或大量致密的光晕物体。只有当足够多的非重子物质聚集在一起时，才能观察到非重子物质的引力效应。) 暗物质搜索中的主要候选者是WIMP，这是弱相互作用大质量粒子的缩写。顾名思义，这个假设的粒子并不与正常物质相互作用—因此它是一个非重子粒子。 建立的宇宙学模型预测暗物质-不管是WIMPs还是其他形式的“轴”—给我们的宇宙结构，并且通常被过度简化为将我们的宇宙凝聚在一起的“胶水”。暗物质就像一张膨胀的三维网，影响着星系的演化。就像一根弦上的珠子一样，这些暗物质团引力将普通物质聚集成星系团，星系团之间有巨大的空洞。  天文学家Vera Rubin在观测星系的自旋时，首先指出星系中的大部分物质是无法看到的。只有一小部分是可见的恒星气体和尘埃,其余的是在一个大而无形的暗物质光晕中自旋。就好像我们可见的普通物质星系只是一个巨大的暗物质轮毂，它远远超出了我们所能看到的范围。 在Randall和她的团队于2013年发表的研究中，探索了一个更复杂的暗物质视图，并将其应用于我们可见星系所嵌入的这个巨大的“暗星系”。从这个视图来看，我们银河系的暗物质光晕并不只是由一种非重子物质的无定形物质组成的。 Randall在她的专栏文章中写道“假设所有的暗物质都只由一种粒子组成，这似乎很奇怪......一个没有偏见的科学家不应该假设暗物质不像普通物质那么有趣而且必然缺乏与我们类似的物质多样性。  一个丰富的'影子宇宙'？ 正如我们可见的宇宙是由物理学的标准模型——一个经过充分测试的粒子家族（包括著名的希格斯玻色子）所控制的一样，是否迫使一个丰富多样的暗物质粒子和暗力模型在这个黑暗的银河光环中运作？ 这项研究遵循了假设黑暗领域有各种各样的未知物理学的逻辑路径，是否有一个宇宙——让我们称之为'影子宇宙'——与我们自己的宇宙平行存在，并拥有我们可见的宇宙所提供的所有复杂性？天体物理学家过去曾假设，'暗星'——由暗物质构成的恒星——可能存在于我们原始的宇宙中，并可能一直持续到今天。 兰德尔认为，如果是这样的话，也许'黑暗星球'也可能已经形成。然后，她更进一步地提出这个想法：如果有一个暗物质粒子家族，由黑暗区只能接触到的力量控制，这个领域还会有复杂的化学成分吗？如果是这样，可能会有生命吗？ 然而，如果有'影子生命'与宇宙平行，你可以忘记任何探测它的希望。 '你不知道暗物质生活会有多可爱——你几乎肯定永远不会。 理论物理学家Lisa Randall，在《鹦鹉螺》中写道。  影子宇宙 黑暗生物是否存在？引力波检测的障碍，暗物质或许比你想象的复杂 影子的生活将留在暗影中 用这一假说来解释日常的奥秘，甚至是科学无法证实的超自然主张，可能是很有诱惑力的。假如 “鬼怪”或者令人费解的“天光”是在我们的领域中产生的黑暗生物呢? 即使这可能成为一个有趣的科幻故事情节，但黑暗生物生活在与普通物质完全不相容的影子宇宙中。它们的粒子和力不会对我们的宇宙产生任何影响。我可能会在黑暗物质雨林深处输入这篇文章，我可能会在一个充满了生物的，咆哮的黑暗物质生态系统的黑暗物质雨林深处，但我完全不知道有这么个雨林存在。。 但是当我们与这个影子宇宙共存于同一个时空时—不需要额外的维度或多个宇宙—就有一个信号可以被传递。  引力波直到2016年才被发现，首次发现这些时空涟漪是由黑洞碰撞产生的。引力波在黑暗区域和我们的宇宙中被探测到看上去似乎是合理的，但事实上，只有黑暗领域中最强大的宇宙事件才能在这里被探测到。 简而言之，我们几乎无法证明可爱的暗物质生物的存在，但Randall提出了一个重要的观点。当我们想象暗物质的来源时，明智的做法是超越我们的偏见即暗物质是一个简单的粒子；它可能代表一个复杂的暗物质粒子家族并拥有超出我们所能想象的力量。 BY:IAN O'NEILL, PH.D. FY: NGC2237 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
|
|
|
