新研究表明，暗物质不能太重，否则可能会破坏我们最好的宇宙模型。
我们有大量证据表明宇宙中正在发生一些可疑的事情。恒星在星系内绕轨道运行的速度太快了。星系在星团内移动得太快了。结构增长和演化太快。如果我们只计算我们能看到的物质，那根本就不够来解释所有这些行为。
绝大多数宇宙学家相信所有这些现象都可以通过存在来解释，一种假设的物质形式，质量大，电中性，几乎不与正常物质相互作用。这种暗物质构成了宇宙中的大部分质量，远远超过发光物质的数量。
暗物质的身份仍然是个谜，因为旨在探测杂散、罕见的碰撞的实验未能发现任何结果。但这些实验的重点是针对特定的质量范围：大约 10 至 1,000 吉电子伏 (GeV)。 （1 GeV 相当于 10 亿电子伏特。）这属于已知最重粒子的范围，例如 W 玻色子和顶夸克。几十年来，理论家们一直青睐这个质量范围，因为这个质量范围的几个简单扩展粒子物理学预测了这种粒子的存在。
然而，因为我们还没有发现任何东西，所以我们开始怀疑暗物质是否可能比我们想象的更轻或更重。但根据一项新的研究，较重的暗物质会遇到一些严重的问题纸发布到预印本数据库 arXiv。
问题是暗物质有时确实与正常物质相互作用，即使很少。但在早期宇宙中，当宇宙温度更高、密度更大时，这些相互作用更加频繁。最终，随着宇宙的膨胀和冷却，这些相互作用减慢然后停止，导致暗物质“冻结”并在背景中保持沉默。
有关的：
虽然潜在暗物质候选者的模型有很多很多，但许多模型通过涉及暗物质的交换与常规粒子相互作用。- 一种基本粒子，它与几乎所有其他粒子相互作用，并通过这些相互作用使这些粒子具有质量。
我们知道希格斯玻色子的质量：大约 125 GeV。研究人员发现，这个质量为大多数暗物质候选者的可能质量设定了基本上限。
问题在于物理学中的所有相互作用都是双向的。希格斯玻色子既与暗物质又与常规物质对话，并且在许多模型中调解它们之间的相互作用。但这两种物质也会与希格斯粒子发生反应。这些相互作用表现为希格斯玻色子质量的轻微改变。
对于标准模型粒子，我们可以计算这些校正和反馈相互作用，这就是理论学家在检测到希格斯玻色子之前预测其质量的方法。
研究人员发现，如果暗物质粒子的质量大于几千吉电子伏，那么它对希格斯质量的贡献将非常重要，使其偏离其观测值。由于希格斯粒子对于确定许多其他基础物理学至关重要，因此它基本上会完全关闭粒子相互作用。
然而，有可能绕过这个限制。暗物质可能根本不与常规粒子相互作用，或者这种相互作用可能通过某种不涉及希格斯粒子的奇异机制发生。但这些模型很少且相距甚远，并且需要大量的微调和额外的步骤。
或者暗物质可能比我们想象的要轻。如果我们认为重暗物质不是一个可行的候选者，那么当我们继续了解宇宙的这个神秘组成部分时，我们可以将我们的努力集中在另一个方向。人们对轴子、超轻粒子的兴趣已经激增，轴子是一些粒子物理模型中预测的超轻粒子，可能是可行的暗物质候选者。
在实验方面，如果这个结果得到证实，并且仍然是对暗物质粒子质量的广泛限制，我们可以改进和重新设计我们的实验，以寻找低质量而不是高质量的粒子。
最初发布于太空网。
