70亿光年外的“胖子”

它由两个星系团相撞组成,总质量超2000万亿个太阳。我们看到的是它70亿年前的样子。那时宇宙还年轻,按理长不出这么大。它一直是主流宇宙模型的“反例”。

冷暗物质卡在哪

主流认为暗物质是“冷”的:跑得慢,不搭理彼此,只靠引力慢慢抱团。

像滚雪球,坡要够长。El Gordo坡太短。

如果暗物质粒子会互撞,能更快抱团;但一撞交换能量,暗物质会变“热”,跑得快,又聚不起来。绕回原点。

两态暗物质

意大利学者瓦尔达尔尼尼提出“两态暗物质”:基态、激发态。

像碰碰车,大多数弹性碰撞,撞开就走。偶尔一次,能量被吸走,粒子被踢进激发态,动能降下来。

这一降,既能快速抱团,又不会整体变热。

是可能解,不是定论。

暗物质到底多难找

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它占宇宙物质八成以上,不发光、不反光,只靠引力露馅:星系转太快,没它拽着早散架。

全球找它三条路:地下埋探测器,用岩石挡宇宙射线,等粒子撞上来;天上望远镜画地图,看光线被引力掰弯,反推暗物质;对撞机里硬撞出来。

二十年,地下灵敏度提升几个数量级,仍没公认信号。

中国在哪

地下:四川锦屏山,2400米岩石下,PandaX用4吨液氙,灵敏度进国际第一梯队;CDEX也在。

天上:“悟空”卫星盯高能电子和伽马射线,测到能谱“鼓包”,可能是暗物质湮灭,也可能是脉冲星。FAST、郭守敬、中国空间站巡天望远镜,都是画地图利器。

为什么要花几十亿美元

因为若暗物质真会自己作用,宇宙可能多出第五种基本力。

今天所有技术建立在四种力上,多一种就是新物理大门。短期不是武器产品,但量子力学当年也被当智力游戏,三十年后变成半导体、核能、激光。

为找暗物质炼出的最纯氙、最纯铜,逼出的超导低温,早晚流进芯片、医疗、核安全。

70亿光年外那个“胖子”还在撞。

它撞出的不确定性,可能就是人类下一扇门。

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