研究人员认为,暗物质占宇宙质量的80%,是现代物理学中最难以捉摸的谜团之一。究竟是什么,它是如何来的,是一个谜,但约翰霍普金斯大学的一项新的研究表明,暗物质可能已经存在于宇宙大爆炸之前。这项研究提出了暗物质是如何诞生以及如何用天文观测来识别暗物质的新想法。
约翰霍普金斯大学物理学和天文学博士后研究员汤姆米·滕卡宁说"这项研究揭示了粒子物理学和天文学之间的新联系。如果暗物质由大爆炸之前诞生的新粒子组成,它们以独特的方式影响星系在天空中的分布方式。这种联系可以用来揭示他们的身份,并得出大爆炸前的时间,"
虽然对它的起源了解不多,但天文学家已经表明,暗物质在星系和星系团的形成中起着至关重要的作用。虽然不能直接观测到,但科学家知道暗物质的存在取决于暗物质在太空中的移动和分布方式。
长期以来,研究人员认为暗物质一定是大爆炸中剩余的物质。因此研究人员一直在寻找这种暗物质,但迄今为止,所有的实验搜索都没有成功。
Tenkanen说:"如果暗物质真的是大爆炸的残余物,那么在许多情况下,研究人员应该在不同的粒子物理实验中看到暗物质的直接信号。
利用一个新的、简单的数学框架,研究表明,暗物质可能是在大爆炸之前产生的,这个时代被称为宇宙膨胀,当时空间正在迅速膨胀。这种快速膨胀被认为会导致某些类型的粒子(称为标量)大量产生。到目前为止,只发现了一个鳞状粒子,著名的希格斯玻粒子(号称上帝粒子)。
"我们不知道暗物质是什么,但如果它与任何标量粒子有任何关系,它可能比大爆炸更老。在提议的数学场景中,我们不必假设可见物质和暗物质之间的新型相互作用,而重力之外,我们已经知道确实存在着"。
虽然在大爆炸之前暗物质存在的想法并不新鲜,但其他理论家一直未能想出支持这一观点的计算方法。他说,新的研究表明,研究人员总是忽略了暗物质起源最简单的数学场景。新的研究还提出了一种通过观察暗物质在宇宙中物质分布上留下的特征来测试暗物质起源的方法。
"虽然这种暗物质在粒子实验中难以捉摸,但它可以揭示它在天文观测中的存在。当欧几里德卫星于2022年发射时,我们将很快并且更多地了解暗物质的起源。这将是非常令人兴奋的,如果它的发现可以用来窥视大爆炸前的时代,到时候看看它会揭示什么暗物质,。
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