很可能是宇宙中最大的谜团。 我们知道有某种东西让事情进展得比应有的速度更快。 但我们不知道这是什么,而且我们确实不知道它来自哪里。
根据一篇新论文,暗物质的起源可能比我们所知的更加奇特。 也许,它们是在非常短的时间内出现的粒子,只有几分之一秒,在。
这不仅暗示了粒子物理学和天文学之间的新联系;而且还暗示了粒子物理学和天文学之间的新联系。 如果这个假设成立,它可能会指明一种寻找神秘物质的新方法。
“如果暗物质由大爆炸前诞生的新粒子组成,它们就会以独特的方式影响星系在天空中的分布方式,”天文学家兼物理学家托米·滕卡宁说约翰霍普金斯大学的。
“这种联系也可以用来揭示他们的身份,并对大爆炸之前的时代做出结论。”
这一切都与宇宙开始时的事件顺序纠缠在一起,宇宙本身是一个相当黑暗的时期。
我们认为存在一种叫做“大爆炸”的东西——尽管其具体含义仍在争论中。 我们认为有一种叫做宇宙膨胀的东西,这是一段非常短暂的时间——不到一秒那么短,我们没有给它起一个名字——其中宇宙像气球一样爆炸。
(Drbogdan/Yinweichen/Wikimedia Commons)
似乎更普遍的看法是,这种情况发生在大约 10-36和 10-32大爆炸后几秒钟。 该通货膨胀模型如下图所示。
但一些科学家认为这只是发生了前大爆炸,在这种情况下,大爆炸是宇宙膨胀结束时的状况的名称。
在这个阶段我们无从得知。 正如哈佛-史密森学会理论物理学家阿维·勒布 (Avi Loeb)今年早些时候说,“通货膨胀目前的情况是,它是一个非常灵活的想法,无法通过实验来证伪。” 他正在谈论宇宙膨胀是否真的发生过(也是一个争论的问题),但该语句也适用于 whoompf 的计时。
暗物质——根据我们的计算,约占宇宙物质的 80%——有时被认为是大爆炸的产物。
但是“如果暗物质确实是大爆炸的残余物,那么在许多情况下,研究人员应该已经在不同的粒子物理实验中看到了暗物质的直接信号,”滕卡宁州。
相反,他的数学模型表明暗物质可能是宇宙膨胀的产物。 这并不是第一次提出这个想法,但 Tenkanen 提供了支持它的数学数据。
而且,如果宇宙膨胀发生在大爆炸之前,那么暗物质可能早于原始宇宙汤中的其他物质就已经存在。
这表明标量粒子可以引导我们找到暗物质。 这些是自旋为零的粒子,并且暴胀理论- 标量场驱动了宇宙膨胀 - 表明它们在眨眼间就大量产生了。
到目前为止,我们只检测到一种标量粒子,即希格斯玻色子。 但无论如何,这并不能告诉我们很多关于暗物质本身的信息。
“虽然这种类型的暗物质太难以捉摸,无法在粒子实验中发现,但它可以在天文观测中揭示其存在,”滕卡宁说。
“当我们很快就会更多地了解暗物质的起源。欧几里得卫星将于 2022 年推出。看到它将揭示有关暗物质的信息,以及它的发现是否可以用来了解大爆炸之前的时代,这将是非常令人兴奋的。”
这些都是高度理论性的东西,但对于在塑造我们的宇宙中发挥关键作用的神秘物质来说,它与任何其他东西一样好。 未来十年对暗物质的探索将如何展开,这将是一件令人着迷的事情。
该研究发表于物理评论快报。