感谢重力，至少我们知道存在。我们还知道它的含量极其丰富，约占宇宙所有物质的 85%。
但除此之外，我们还一无所知。我们不知道暗物质是什么，也不知道它来自哪里，如果它是由某种弱相互作用的物质形式组成的，我们仍然无法直接探测到它的单个粒子。
根据美国科尔盖特大学两名研究人员的一项理论研究，即使使用更新的、高度灵敏的检测方法，我们仍然未能揭开暗物质的面纱，这值得我们重新思考这种神秘物质的性质和潜在起源。
而不是从中脱颖而出该研究的作者写道，与普通重子物质一样，暗物质可能会在其“暗大爆炸”稍晚一些的时候出现。它现在可能居住在一个大部分与我们可见区域分离的黑暗区域，仅通过重力相互作用。
迄今为止，引力告诉我们，我们对暗物质知之甚少。我们称这种物质为幽灵黑暗的物质之所以重要，是因为它不与光或其他电磁辐射相互作用，从而使我们看不见它。
然而，考虑到它对星系和星系团的引力影响，再加上其他线索，比如它对宇宙背景辐射的影响，我们有强有力的证据证明暗物质的存在。我们对几乎所有其他事情仍然一无所知，包括它是什么以及它来自哪里。
对暗物质的搜寻主要集中在，或 WIMP。这些假设的基本粒子将通过其中的两个相互作用：重力和弱核力（但不是电磁力或强核力）。
数十年的搜寻并未证实弱相互作用粒子的存在，这稍微削弱了它们的吸引力，并取代了更多科学兴趣对暗物质的其他可能解释。
“随着 WIMP 继续逃避检测，考虑与可见区域强烈脱钩的暗区域变得越来越重要，”写这项新研究的作者是物理学家科斯明·伊利（Cosmin Ilie）和本科生研究员理查德·凯西（Richard Casey）。
2023 年，另外两名研究人员——德克萨斯大学奥斯汀分校的凯瑟琳·弗里斯和马丁·温克勒——建议的一个有趣的理论：也许暗物质是在第二次大爆炸中与最初的宇宙膨胀分开形成的，他们称之为“黑暗大爆炸”。
这将挑战许多科学家目前对这个关键时代的设想，即宇宙中的所有物质和辐射（包括暗物质，无论它是什么）都源自同一物理学领域。
然而，根据弗里斯和温克勒的说法，暗大爆炸与暗物质的证据是一致的——只要它发生得及时，在第一次大爆炸后大约一个月内。
在这种情况下，暗物质粒子是由仅与暗区或隐藏区耦合的量子场的衰变产生的；超出我们当前物理学知识的假设的粒子和力分类。
黑暗大爆炸将释放一阶宇宙相变在黑暗区域中，与我们可见区域在第一次大爆炸后经历的现实转变相比较，它将真空能量转化为辐射和粒子的热等离子体。
在他们的新研究中，伊利和凯西更深入地研究了这个想法，探索其可行性并测试了一系列与现有实验数据相符的不同的黑暗大爆炸场景。
他们的工作有助于加强弗里斯和温克勒提出的案例，不仅证实了黑暗大爆炸的可能性，而且还全面评估了此类事件可能展开的方式范围。
在他们的发现中，伊利和凯西揭示了一系列先前未经检验的暗物质黎明的潜在参数。他们还提出了进一步测试这一概念的选项，包括可能存在可检测到的痕迹——比如– 这些场景留下的痕迹。
“探测黑暗大爆炸产生的引力波可以为这种新的暗物质理论提供重要的证据，”伊利说。
他指出，虽然暗物质似乎不太可能轻易放弃它的秘密，但我们有理由乐观地认为我们将解决这个宇宙之谜。
“通过目前的实验，例如国际计时阵列 (IPTA) 和平方公里阵列 (SKA) 即将出现，我们可能很快就会拥有以前所未有的方式测试该模型的工具，”Ilie说。
例如，NANOGrav 研究合作（IPTA 的一部分）的研究人员于 2023 年宣布，他们发现了证据引力波背景在宇宙中。
伊利和凯西说，这可能有助于测试暗大爆炸的概念，为进一步研究奠定基础，最终可能为暗物质带来一些线索。
该研究发表于物理评论D。
