哪種粒子構成了宇宙?科學家提議搜尋溫暗物質

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 06 日 18:09 | 分類 天文 , 航太科技 follow us in feedly


目前的宇宙學理論以冷暗物質為主,不過最近有科學家提出尋找另一種溫暗物質,它們可透過映射遙遠星系的氫氣分布顯現出來。

構成宇宙最主要的成分,不是你我眼前所見任何物質,而是至今有跡可循、但無人可察的暗物質與暗能量。科學家認為暗物質由一種或多種不同於一般物質(比如電子、質子、中子等)的基本粒子所構成,而粒子物理學家提出許多新粒子做為暗物質的基本單位,比如大質量弱交互作用粒子(WIMP)、軸子、惰性微中子等;如果依照運動速率分類,可以分為冷暗物質、溫暗物質與熱暗物質 3 種類型,但到目前為止還沒有任何一種粒子被發現。

目前的宇宙暗物質模型以「冷暗物質」為主,它們不發光、不帶電荷、也不吸收或發射任何已知輻射,只透過重力與其他物質相互作用,整個宇宙中,我們能掌握的常規物質(即重子物質)只占 4.9%,其餘都被摸不著頭緒的力量控制著。

但無論暗物質是什麼東西,它們干涉了銀河系的結構演化、宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background,CMB)輻射的分布,都是事實。

由哈佛─史密松天體物理中心天文學家 Sownak Bose 領導的團隊,最近開始研究一種相對受歡迎的溫暗物質(Warm Dark Matter,WDM)假想粒子,它們能夠與接近光速的極輕粒子相互作用,尤其是在早期宇宙中被認為含量豐富、屬於熱暗物質的微中子(neutrino)。

團隊利用電腦模擬出以這種溫暗物質構成的宇宙,發現這種溫暗物質的影響雖然偏小不明顯,但在某些地方會出現訊號,特別是遙遠星系,可以透過映射星系內的氫氣找到蹤跡。

研究人員表示,未來的高靈敏儀器應該能繪製出詳細的、全新氫氣吸收分布圖,以肯定或排除這種溫暗物質的可能性。新論文發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

(首圖來源:pixabay

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