'這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力'

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物理學家不知道宇宙中大部分的表觀質量都去了哪裡,迄今為止,試圖找到它的嘗試都失敗了。但是,一個從宇宙混亂的最初時刻誕生的“假設粒子”,可能提供了一個候選和尋找它的合理方式。

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物理學家不知道宇宙中大部分的表觀質量都去了哪裡,迄今為止,試圖找到它的嘗試都失敗了。但是,一個從宇宙混亂的最初時刻誕生的“假設粒子”,可能提供了一個候選和尋找它的合理方式。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這一建議表明暗物質是在大爆炸之前形成的,但用術語來說,物理學家對“假設粒子”這個短語的理解並不早於宇宙本身。相反,令人興奮的是,這一(相對簡單的)暗物質理論與幾十年來限制對暗物質實際外觀的檢測,以及當今對宇宙的理解相兼容。最重要的是,這個理論是可檢驗的。

來自約翰霍普金斯大學的研究作者湯米·滕卡南(Tenkanen)在一封電子郵件中告訴受採訪記者,候選粒子“在宇宙的大尺度結構上,即星系和星系團的分佈上留下了獨特的印記”。“這使得這個假設在不久的將來可以用天文觀測來驗證。”

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物理學家不知道宇宙中大部分的表觀質量都去了哪裡,迄今為止,試圖找到它的嘗試都失敗了。但是,一個從宇宙混亂的最初時刻誕生的“假設粒子”,可能提供了一個候選和尋找它的合理方式。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這一建議表明暗物質是在大爆炸之前形成的,但用術語來說,物理學家對“假設粒子”這個短語的理解並不早於宇宙本身。相反,令人興奮的是,這一(相對簡單的)暗物質理論與幾十年來限制對暗物質實際外觀的檢測,以及當今對宇宙的理解相兼容。最重要的是,這個理論是可檢驗的。

來自約翰霍普金斯大學的研究作者湯米·滕卡南(Tenkanen)在一封電子郵件中告訴受採訪記者,候選粒子“在宇宙的大尺度結構上,即星系和星系團的分佈上留下了獨特的印記”。“這使得這個假設在不久的將來可以用天文觀測來驗證。”

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

你可以在這裡讀到關於暗物質狀態的簡單介紹,但從根本上講,對遙遠星系和宇宙結構的天文觀測表明,有一些引力源滲透到宇宙中,實驗無法直接探測到。這個引力源遠遠超過組成地球和宇宙所有恆星和星系的物質。科學家們稱這種物質為暗物質,儘管今天的暗物質候選物質並沒有它們透明的那麼暗。埋在地下深處的粒子對撞機和探測器未能找到任何暗物質候選者的確鑿證據,這些候選者中最流行的被稱為 WIMP,或弱相互作用的大粒子。

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物理學家不知道宇宙中大部分的表觀質量都去了哪裡,迄今為止,試圖找到它的嘗試都失敗了。但是,一個從宇宙混亂的最初時刻誕生的“假設粒子”,可能提供了一個候選和尋找它的合理方式。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這一建議表明暗物質是在大爆炸之前形成的,但用術語來說,物理學家對“假設粒子”這個短語的理解並不早於宇宙本身。相反,令人興奮的是,這一(相對簡單的)暗物質理論與幾十年來限制對暗物質實際外觀的檢測,以及當今對宇宙的理解相兼容。最重要的是,這個理論是可檢驗的。

來自約翰霍普金斯大學的研究作者湯米·滕卡南(Tenkanen)在一封電子郵件中告訴受採訪記者,候選粒子“在宇宙的大尺度結構上,即星系和星系團的分佈上留下了獨特的印記”。“這使得這個假設在不久的將來可以用天文觀測來驗證。”

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

你可以在這裡讀到關於暗物質狀態的簡單介紹,但從根本上講,對遙遠星系和宇宙結構的天文觀測表明,有一些引力源滲透到宇宙中,實驗無法直接探測到。這個引力源遠遠超過組成地球和宇宙所有恆星和星系的物質。科學家們稱這種物質為暗物質,儘管今天的暗物質候選物質並沒有它們透明的那麼暗。埋在地下深處的粒子對撞機和探測器未能找到任何暗物質候選者的確鑿證據,這些候選者中最流行的被稱為 WIMP,或弱相互作用的大粒子。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

滕卡南(Tenkanen)相反的理論認為,當宇宙在第一個分秒中迅速膨脹時形成的被稱為標量粒子的東西不是在宇宙開始之前,而是在一些物理學家稱之為“大爆炸時代”的時代開始之前,這個時代是在膨脹之後發生的。在這個膨脹期,稱為標量場的場可能已經充滿了宇宙,如果膨脹本身不均勻,它可能會給這個場帶來波動。根據這一理論,這些波動對應的是巨大的標量粒子,它們只能通過引力與物質相互作用,而且在今天仍然存在。與這些標量粒子不同的是,WIMP是在通脹時代結束後形成的。

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物理學家不知道宇宙中大部分的表觀質量都去了哪裡,迄今為止,試圖找到它的嘗試都失敗了。但是,一個從宇宙混亂的最初時刻誕生的“假設粒子”,可能提供了一個候選和尋找它的合理方式。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這一建議表明暗物質是在大爆炸之前形成的,但用術語來說,物理學家對“假設粒子”這個短語的理解並不早於宇宙本身。相反,令人興奮的是,這一(相對簡單的)暗物質理論與幾十年來限制對暗物質實際外觀的檢測,以及當今對宇宙的理解相兼容。最重要的是,這個理論是可檢驗的。

來自約翰霍普金斯大學的研究作者湯米·滕卡南(Tenkanen)在一封電子郵件中告訴受採訪記者,候選粒子“在宇宙的大尺度結構上,即星系和星系團的分佈上留下了獨特的印記”。“這使得這個假設在不久的將來可以用天文觀測來驗證。”

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

你可以在這裡讀到關於暗物質狀態的簡單介紹,但從根本上講,對遙遠星系和宇宙結構的天文觀測表明,有一些引力源滲透到宇宙中,實驗無法直接探測到。這個引力源遠遠超過組成地球和宇宙所有恆星和星系的物質。科學家們稱這種物質為暗物質,儘管今天的暗物質候選物質並沒有它們透明的那麼暗。埋在地下深處的粒子對撞機和探測器未能找到任何暗物質候選者的確鑿證據,這些候選者中最流行的被稱為 WIMP,或弱相互作用的大粒子。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

滕卡南(Tenkanen)相反的理論認為,當宇宙在第一個分秒中迅速膨脹時形成的被稱為標量粒子的東西不是在宇宙開始之前,而是在一些物理學家稱之為“大爆炸時代”的時代開始之前,這個時代是在膨脹之後發生的。在這個膨脹期,稱為標量場的場可能已經充滿了宇宙,如果膨脹本身不均勻,它可能會給這個場帶來波動。根據這一理論,這些波動對應的是巨大的標量粒子,它們只能通過引力與物質相互作用,而且在今天仍然存在。與這些標量粒子不同的是,WIMP是在通脹時代結束後形成的。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這聽起來可能和你讀過的所有其他暗物質候選者一樣,都是我們還沒有發現的粒子。但它的優雅之處在於其細節,即這種粒子符合暗物質能夠並且不能基於實驗和最遠可見光(稱為宇宙微波背景)的觀測的現有限制條件。另外,它是使用類似的數學工具設計出來的,這些工具控制希格斯玻色子,另一個粒子對應一個標量場。

根據滕卡南(Tenkanen)發表在《物理評論快報》上的論文,這個理論是許多類似的觀點之一。然而,本文首次表明,這樣的理論可以在不與宇宙微波背景數據衝突的情況下工作。

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物理學家不知道宇宙中大部分的表觀質量都去了哪裡,迄今為止,試圖找到它的嘗試都失敗了。但是,一個從宇宙混亂的最初時刻誕生的“假設粒子”,可能提供了一個候選和尋找它的合理方式。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這一建議表明暗物質是在大爆炸之前形成的,但用術語來說,物理學家對“假設粒子”這個短語的理解並不早於宇宙本身。相反,令人興奮的是,這一(相對簡單的)暗物質理論與幾十年來限制對暗物質實際外觀的檢測,以及當今對宇宙的理解相兼容。最重要的是,這個理論是可檢驗的。

來自約翰霍普金斯大學的研究作者湯米·滕卡南(Tenkanen)在一封電子郵件中告訴受採訪記者,候選粒子“在宇宙的大尺度結構上,即星系和星系團的分佈上留下了獨特的印記”。“這使得這個假設在不久的將來可以用天文觀測來驗證。”

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

你可以在這裡讀到關於暗物質狀態的簡單介紹,但從根本上講,對遙遠星系和宇宙結構的天文觀測表明,有一些引力源滲透到宇宙中,實驗無法直接探測到。這個引力源遠遠超過組成地球和宇宙所有恆星和星系的物質。科學家們稱這種物質為暗物質,儘管今天的暗物質候選物質並沒有它們透明的那麼暗。埋在地下深處的粒子對撞機和探測器未能找到任何暗物質候選者的確鑿證據,這些候選者中最流行的被稱為 WIMP,或弱相互作用的大粒子。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

滕卡南(Tenkanen)相反的理論認為,當宇宙在第一個分秒中迅速膨脹時形成的被稱為標量粒子的東西不是在宇宙開始之前,而是在一些物理學家稱之為“大爆炸時代”的時代開始之前,這個時代是在膨脹之後發生的。在這個膨脹期,稱為標量場的場可能已經充滿了宇宙,如果膨脹本身不均勻,它可能會給這個場帶來波動。根據這一理論,這些波動對應的是巨大的標量粒子,它們只能通過引力與物質相互作用,而且在今天仍然存在。與這些標量粒子不同的是,WIMP是在通脹時代結束後形成的。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這聽起來可能和你讀過的所有其他暗物質候選者一樣,都是我們還沒有發現的粒子。但它的優雅之處在於其細節,即這種粒子符合暗物質能夠並且不能基於實驗和最遠可見光(稱為宇宙微波背景)的觀測的現有限制條件。另外,它是使用類似的數學工具設計出來的,這些工具控制希格斯玻色子,另一個粒子對應一個標量場。

根據滕卡南(Tenkanen)發表在《物理評論快報》上的論文,這個理論是許多類似的觀點之一。然而,本文首次表明,這樣的理論可以在不與宇宙微波背景數據衝突的情況下工作。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

所有這些都令人興奮。“這篇最新的論文讓人耳目一新的是,我們可以建立一個暗物質模型,它不需要完全依賴於未經檢驗的假設思想,它仍然符合我們需要暗物質去滿足的許多觀測約束條件,”物理學教授麻省理工大衛凱撒告訴採訪記者。

當然,這篇論文本身並不是一個發現;它只是一個理論,或多或少是一個數學上一致的假設的物理學家術語。但它也為天文學家在天空中尋找一個可以推翻這個假設的標誌。耶魯大學天文學和天體物理學教授Priyamvada Natarajan告訴採訪記者:“這裡提出的模型對我來說很有趣,主要是因為它是可檢驗的。”如果暗物質與自身的相互作用太強,那麼這個理論就行不通了。它還預言了宇宙結構的某些微小變化將出現在未來的望遠鏡中。

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物理學家不知道宇宙中大部分的表觀質量都去了哪裡,迄今為止,試圖找到它的嘗試都失敗了。但是,一個從宇宙混亂的最初時刻誕生的“假設粒子”,可能提供了一個候選和尋找它的合理方式。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這一建議表明暗物質是在大爆炸之前形成的,但用術語來說,物理學家對“假設粒子”這個短語的理解並不早於宇宙本身。相反,令人興奮的是,這一(相對簡單的)暗物質理論與幾十年來限制對暗物質實際外觀的檢測,以及當今對宇宙的理解相兼容。最重要的是,這個理論是可檢驗的。

來自約翰霍普金斯大學的研究作者湯米·滕卡南(Tenkanen)在一封電子郵件中告訴受採訪記者,候選粒子“在宇宙的大尺度結構上,即星系和星系團的分佈上留下了獨特的印記”。“這使得這個假設在不久的將來可以用天文觀測來驗證。”

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

你可以在這裡讀到關於暗物質狀態的簡單介紹,但從根本上講,對遙遠星系和宇宙結構的天文觀測表明,有一些引力源滲透到宇宙中,實驗無法直接探測到。這個引力源遠遠超過組成地球和宇宙所有恆星和星系的物質。科學家們稱這種物質為暗物質,儘管今天的暗物質候選物質並沒有它們透明的那麼暗。埋在地下深處的粒子對撞機和探測器未能找到任何暗物質候選者的確鑿證據,這些候選者中最流行的被稱為 WIMP,或弱相互作用的大粒子。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

滕卡南(Tenkanen)相反的理論認為,當宇宙在第一個分秒中迅速膨脹時形成的被稱為標量粒子的東西不是在宇宙開始之前,而是在一些物理學家稱之為“大爆炸時代”的時代開始之前,這個時代是在膨脹之後發生的。在這個膨脹期,稱為標量場的場可能已經充滿了宇宙,如果膨脹本身不均勻,它可能會給這個場帶來波動。根據這一理論,這些波動對應的是巨大的標量粒子,它們只能通過引力與物質相互作用,而且在今天仍然存在。與這些標量粒子不同的是,WIMP是在通脹時代結束後形成的。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

這聽起來可能和你讀過的所有其他暗物質候選者一樣,都是我們還沒有發現的粒子。但它的優雅之處在於其細節,即這種粒子符合暗物質能夠並且不能基於實驗和最遠可見光(稱為宇宙微波背景)的觀測的現有限制條件。另外,它是使用類似的數學工具設計出來的,這些工具控制希格斯玻色子,另一個粒子對應一個標量場。

根據滕卡南(Tenkanen)發表在《物理評論快報》上的論文,這個理論是許多類似的觀點之一。然而,本文首次表明,這樣的理論可以在不與宇宙微波背景數據衝突的情況下工作。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

所有這些都令人興奮。“這篇最新的論文讓人耳目一新的是,我們可以建立一個暗物質模型,它不需要完全依賴於未經檢驗的假設思想,它仍然符合我們需要暗物質去滿足的許多觀測約束條件,”物理學教授麻省理工大衛凱撒告訴採訪記者。

當然,這篇論文本身並不是一個發現;它只是一個理論,或多或少是一個數學上一致的假設的物理學家術語。但它也為天文學家在天空中尋找一個可以推翻這個假設的標誌。耶魯大學天文學和天體物理學教授Priyamvada Natarajan告訴採訪記者:“這裡提出的模型對我來說很有趣,主要是因為它是可檢驗的。”如果暗物質與自身的相互作用太強,那麼這個理論就行不通了。它還預言了宇宙結構的某些微小變化將出現在未來的望遠鏡中。

這個理論可以為尋找暗物質注入新的活力

滕卡南(Tenkanen)預測,一旦歐幾里得暗物質測繪衛星在2022年發射,它可能能夠提供其中的一些答案。

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