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寻找暗物质,这种看不见的物质占据了宇宙中约85%的质量成分,并不是一件容易的事情。它几乎无法被探测,因为如果它与光相互作用,通常与光的相互作用极其微弱。然而,大多数天文学家相信它几乎无处不在,用它的引力塑造星系和恒星。
一项新的研究 发表的 在《物理评论快报》中提出了一个令人惊讶的转折。暗物质可能并非完全不可见。相反,它的团块可能像“灯罩”一样,恰好使星星的光线变暗,以至于我们现在的望远镜能察觉到这种差异。梅丽莎·戴蒙德是这项研究的合著者,现任加拿大女王大学的研究员。在接受Space.com采访时,她表示:
“虽然我们通常说暗物质根本不与光相互作用,使其完全透明和不可见,但事实是,它可以与光进行微弱的相互作用。暗物质可能形成大型团块或云,通常被称为‘大质量天体’(MACHOs)。这些MACHOs中可能有足够的暗物质,使得它们与光的微弱相互作用共同阻挡光线通过云,就像灯罩只阻挡部分光线而不是全部光线一样。”
多年来,科学家们一直专注于一种领先理论,即暗物质由称为WIMPs(弱相互作用大质量粒子)的不可见粒子构成。这些假设的粒子不发光,而且不与光相互作用,据信它们在重力作用下聚集在一起形成宇宙结构。
尽管实验仍在持续进行,WIMPs依然难以捉摸,到目前为止,没有人发现它们。
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这项最新研究将注意力转向另一种候选对象,被称为MACHOs(大质量天体紧凑晕物体)。这些可能包括像中子星和黑洞这样的致密天体,它们由普通物质构成,通常发出很少或没有光。这使得它们很难被发现,除非它们像宇宙灯罩那样发挥作用。
科学家们之前使用了一种称为引力微透镜的方法来探测MACHOs。引力微透镜发生在一个大质量物体弯曲更远处星星的光线时,就像一个自然的望远镜,让它看起来更亮。
但这有一个缺点。如果这个物体不够致密或紧凑,它的引力效应可能太弱而无法察觉。这就是灯罩概念的意义所在。即使是一个松散结构的暗物质云,仍然可能以微小但可检测的方式让星星的光线变暗。戴蒙德接着解释道:
“这就是灯罩效应可以产生重大影响的地方。虽然这个团块可能太蓬松,无法作为一个有效的透镜,但它仍然可以阻挡一些星光,使得星星变暗而不是变亮。”
通过这种“灯罩方法”,天文学家可以使用现有的数据集搜索这些变暗事件,而无需新的望远镜技术的支持。像光学引力透镜实验(OGLE)这样的研究可以帮助识别这些MACHOs。
“这种技术让我们可以重新利用现有的数据,并让我们寻找微透镜调查可能无法探测到的新类型的MACHOs,”
如果这些发现得到确认,我们就更接近理解暗物质的真实本质了。即使没有结果,排除那些无效的假设也会缩小可能性范围。
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