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一种消失已久的暗物质或能处理物理学中最大的不合

时间:2020-04-30 21:53:05  阅读:1615+ 来源:腾讯生活 作者:责任编辑NO。许安怡0216

物理学中最深的疑团之一,被称为哈勃张力,能够用一种早已消失的暗物质办法来解说。

哈勃张力,是指物理学中一个日益增长的对立:世界正在胀大,准确地说,这种现象发作的速度有多快,可是不同的丈量会发生不同的成果。物理学家用一个叫做哈勃常数(H0)的数字来解说世界胀大率。依据哈勃规律,物体离咱们越远,它们运动会越快。

核算H0的办法主要有两种。你能够研讨咱们能看到的恒星和星系,并直接丈量它们移动的速度。或许你能够研讨世界微波布景(CMB),并编码有关其胀大的要害信息。可是,跟着履行这些丈量的东西变得更准确,很明显,CMB丈量和咱们对部分世界的直接丈量发生了不相容的答案。

研讨人员对这种差异给出了不同的解说,从丈量自身的问题到咱们生活在大世界中低密度“气泡”的或许性。现在,一组物理学家以为世界或许在大爆炸后到今日之间发作了根本性的改动。假如一种陈旧办法的暗物质衰变而不存在,那么这种衰变就会改动世界的质量;假如质量越小,维系世界的引力就越小,这将影响世界胀大的速度,然后导致世界微波布景辐射和世界胀大率的直接丈量之间的对立。

暖暗物质

几十年前,物理学家曾一度置疑暗物质或许是“热的”,并以挨近光速的速度在世界中旋转。但到了20世纪80年代中期,科学家们坚信,构成世界大部分质量的这种看不见的物质或许移动较慢且“冷”。因而物理学家们将世界中最为广泛承受的模型称为Lambda-CDM,意为“冷暗物质”。

但暖暗物质(一种介于热模型和冷模型之间的某种办法的暗物质)的主意在物理学界依然遭到重视。 一些物理学家估测该暗物质是由“慵懒中微子”构成的,例如,理论上的鬼魂粒子简直不与物质相互作用。这个假定的暗物质比典型的Lambda-CDM模型所答应的要温暖得多,但不是热的。

另一种或许性是,大部分暗物质是冷的,但或许其间一些是热的。它是在前期世界中发生的物质,通过数千年或数万年后开端衰变。失掉的暗物质质量在世界总质量中占了相当大的一部分,导致世界大爆炸后构成的CMB胀大率不同。几十亿年后的今日,这一切早就过去了。咱们能丈量到的一切恒星和星系都将以世界当时质量决议的速度远离咱们。

当咱们丈量哈勃常数时,其实就是在丈量物体之间的移动速度,即在丈量空间胀大的速度。可是,将CMB数据转换为扩展率需要用一个模型,如Lambda CDM。所以,假如你从部分丈量和CMB丈量中得到了不同的丈量值,阐明或许这个模型是过错的。

部分丈量是对间隔地球足够近的空间区域的丈量,天文学家能够准确丈量单个物体的速度和间隔,不需要世界学模型来解说,因而它们一般被视为更直接和牢靠的。

一些研讨人员依然以为咱们对部分世界的丈量或许存在问题。但大多数企图处理哈勃这一对立联系的测验都触及到以某种办法调整Lambda CDM。一般,他们会在模型中增加一些改动世界胀大或演化办法的东西。这项研讨是这条道路上的又一步。

暗辐射

这项研讨的作者提出的开端主张根本不触及暖暗物质。相反,而是幻想了第二个,失掉办法的冷暗物质。但当他们开端测验这个主意时,他们发现这个超冷的暗物质正在歪曲整个世界结构。恒星和星系的构成办法与咱们今日在世界中所看到的不匹配。他们总结说,假如要使暗物质契合观测成果,那衰变、丢掉的暗物质有必要是暖的。

这篇新的论文并没有确认丢掉的暗物质或许是由什么粒子组成的,可是激烈地暗示了暖暗物质或许是由慵懒中微子组成的,其他物理学家也信任这些粒子很或许是存在的。

不管它是什么,它衰变时一定会变成某种愈加独特和弱小的相互作用的东西。事物不能中止存在,它有必要转变成其他东西。假如其他东西在世界中的散布不同,或许与世界中其他粒子的相互作用不同,那将会终究改动世界的扩展办法。

所以咱们会被这种暗辐射围住。咱们现在现已被围住在一个中微子的浴池里了,因而这会是一个相似的东西。今日的世界充满了十分慵懒的物质。现在,研讨人员还没有勘探这种躲藏辐射的办法,所以这个主意依然是估测性的。

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