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暗物质或在早期宇宙中制造出纤细长丝

2019-10-18 11:23:57  来源:科技日报

据美国趣味科学网站16日消息,一项新研究称,据信约占宇宙总质能25%的暗物质可能由极微小的轻粒子组成。模拟显示,这种“毛茸茸”暗物质或许改变了宇宙历史的进程,并在早期宇宙中制造出了纤细的长丝而非星系。

暗物质是一种遍布整个宇宙的未知物质。它不发光,因此被称为暗物质。但它的引力作用将星团束缚在一起,并导致星系边缘的恒星更快旋转。许多科学家认为,大多数暗物质是冷的,这意味着其移动速度相对较慢。但也有人持不同观点,认为其可能又小又毛茸茸的,这意味着它会因为轻巧而迅速移动。

相关论文发表于最新一期《物理评论快报》。论文合著者、美国普林斯顿大学天体物理学研究生拉克兰·兰卡斯特说:“我们的模拟表明,在拥有毛茸茸暗物质的宇宙中形成的第一批星系和恒星,与拥有冷暗物质的宇宙中出现的第一批星系和恒星看上去非常不同。”

兰卡斯特解释说,有些科学家认为,暗物质由弱相互作用大质量粒子(WIMP)组成,WIMP的质量为质子的几十倍或几百倍。暗物质应该堆积于星系中央,但迄今没有人发现这一点。

如此一来,毛茸茸暗物质比冷WIMP暗物质更难聚在一起。毛茸茸暗物质会聚结成又长又稀疏的物质——比束状星系更大的细丝,因此,星系将更大或更晚一点诞生。暗物质在星系中央的堆积也将变得更加困难,这或许可以解释为什么天文学家在观察星系时没有观察到这种团块。

研究人员表示,即将升空的望远镜能追溯到宇宙历史的这一极早期,并有可能区分不同类型的暗物质,从而使物理学家更好地理解其性质。

包括位于智利的大型天气观测望远镜和在世界各地建造的30米级望远镜等仪器,将很快可以追溯到宇宙最早的某些时期。兰卡斯特说,这意味着“我们要么开始看到毛茸茸暗物质产生的影响,要么就排除它们。”

《科技日报》总编辑圈点

浩瀚星河,肉眼可见不过冰山一角。宇宙的绝大部分秘密,对人类来说依然是隐藏的,譬如暗物质。尽管这是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质,但不妨碍它是宇宙的重要组成部分。暗物质的密度非常小,但是总质量很大,它是人类探索更深层次宇宙奥秘时无法回避的问题。它们究竟是“毛茸茸”还是“光秃秃”,不仅仅是有趣这么简单,还将会刷新我们对星系形成和演化的认识,一旦确定,将会改写所有的天文教科书。

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