
在一個新發現的情況下,如果出現,可能會改變遊戲規則的效果,兩位天體物理學家認為他們終於追踪了難以捉摸的暗物質標誌。
人們認為這種無形的物質構成了宇宙的大部分 - 但科學家幾乎不知道它是什麼。他們只能推斷暗物質的存在通過測量其重力拖船在他們可以看到的正常情況下。
現在,篩選了對我們中心的觀察銀河系銀河系,兩位研究人員認為他們已經找到了暗物質顆粒的殲滅在強大的爆炸中。
“除了暗物質之外,我們什麼都沒有嘗試,幾乎可以容納觀察的特徵,”伊利諾伊州巴達維亞市費米國家加速器實驗室和芝加哥大學的費米國家加速器實驗室的丹·胡珀(Dan Hooper)告訴Space.com.com.com。 “總是很難確定您沒有想到任何東西。但是我已經與很多專家交談了,到目前為止,我還沒有聽到任何可靠的選擇。”
胡珀與紐約大學的研究生Lisa Goodenough進行了分析。
暗物質破壞
暗物質的想法是在1930年代首次提出的,此前星系和星星的速度表明宇宙所包含的質量要比看到的要多得多。暗物質不會反射光,因此望遠鏡無法直接觀察到它。
現在,科學家計算的暗物質約佔所有物質的80%,常規原子佔20%。
自2008年推出以來,Fermi Gamma-ray太空望遠鏡在高能伽馬射線燈光上掃描了天堂,它在星系中心的中心觀察到了伽瑪射線的信號,它比預期的要明亮。 Hooper和Goodenough測試了許多模型,以解釋可能會產生這種燈的原因。他們最終得出結論,這必須是由深度密集的暗物質顆粒引起的,以至於它們相互破壞並以光的形式釋放能量。
物理學家認為暗物質顆粒可能是他們自己的反物質夥伴,因此,當兩個暗物質粒子在適當的情況下相遇時,它們會互相摧毀。另外,暗物質顆粒可能是在銀河中心符合抗黑物質顆粒。
無論哪種方式,研究人員都認為銀河系的伽馬射線發光是由暗物質爆炸引起的。
通過研究該輻射的數據,Hooper和Goodenough計算出暗物質必須由稱為Wimps(弱相互作用的質量顆粒)的顆粒製成,質量在7.3至9.2 GEV(Giga Electron Volts)之間,幾乎是質子質量的九倍。他們還計算了一種稱為橫截面的特性,該特性描述了粒子與他人相互作用的可能性。
了解這兩個屬性將代表我們對暗物質的理解。
胡珀說:“自從我們了解到它存在以來,這是在暗物質中發生的最大的事情。” “只要沒有意外的替代解釋,我認為是的,我們終於找到了它。”
研究人員已經提交了一篇論文,將其發現描述為《物理評論》雜誌B,但尚未完成同行評審過程。
仍然存在一些懷疑
並非每個人都準備好接受發現暗物質。
Hooper和Goodenough基於Fermi天文台向公眾發布的數據分析大面積望遠鏡。但是,國際科學家的大型合作費米糰隊尚未完成有趣的光芒。儘管他們不排除這是暗物質的可能性,但團隊成員尚未準備好駁斥另一種解釋的可能性。
“我們認為必須進一步探索來自銀河中心地區的伽馬射線信號的天體物理解釋。”
費米科學家強調,對銀河系中心的分析非常複雜,因為這個擁擠的地區有很多明亮的伽馬射線光源。各種類型的旋轉恆星稱為脈衝星,以及超新星留下的殘留物,也會造成混亂的信號。
另一位SLAC科學家兼費米科學團隊成員Simona Murgia說:“需要朝這個方向完成更多的工作,而合作中的人們正在努力實現這一目標。直到完成這一目標之前,很難解釋數據。”
有希望的提示
胡珀同意此案尚未關閉。
他說:“我希望很多專家的人都在努力思考這一點,並試圖使它消失。” “如果我們都同意不能,那我們就會得到答案。”
他說,他和Goodenough認為他們處於正確的軌道上是,他們對暗物質顆粒質量的計算與其他研究的一些有希望的提示相一致。
兩個針對的基於地面的實驗檢測暗物質已經找到了質量大致相同的顆粒的初步指示。芝加哥大學的笨蛋項目埋在明尼蘇達州東北部的蘇丹鐵礦深處,以及羅馬外格蘭·薩索山脈附近的意大利實驗地下達瑪(Dama),兩個都發現他們不能完全歸因於普通顆粒,但不能證明來自暗物質。
胡珀說:“這張照片如此引人注目的部分原因與實際上那些相關。” “我認為,這三個實驗都可能看到相同的暗物質粒子。”
薩根標準
儘管如此,要使大多數天體物理學家說服這種濕滑的物質終於被捕獲了。
“解釋丹和麗莎所看到的東西是一項複雜的任務,”哈佛大學 - 史密斯森主義中心的馬薩諸塞州劍橋市天體物理學中心的研究員道格·芬克貝納(Doug Finkbeiner)說:“我認為這並不有說服力,但這並不意味著這是錯誤的。”
一些科學家說,我們終於可能接近解決暗物質的奧秘。芝加哥大學卡夫利宇宙物理學研究所主任邁克爾·特納(Michael Turner)表示,基於地面實驗的費米(Fermi)與瑞士CERN實驗室最近開放的大型強子撞機粒子加速器之間的科學家之間,科學家可能會在未來十年內證實存在暗物質的存在。
不過,就目前而言,他還在等待。
特納說:“這一結果非常有趣,但尚未達到薩根標準 - 非凡的主張需要非凡的證據。”他說,其他解釋必須被淘汰。 “大自然知道製造伽馬射線的許多方法。”