研究揭示,暗物質可能與常規物質存在相互作用
更新于:2025-04-13 15:06:23

我們稱暗物質為“暗”,並非因為它是某種陰暗的物質,而是因為暗物質不與光發生相互作用。

這種差異雖然微妙,卻非常重要。普通物質可能是黑暗的,因為它吸收了光線。例如,我們能夠看到分子雲的陰影與銀河系中散佈的恆星形成對比,這是因為光和物質之間存在一種聯繫。

光是一種電磁波,而原子中含有帶電的電子和質子,因此物質可以發射、吸收和散射光。然而,暗物質不帶電,無法與光建立聯繫,所以當光遇到暗物質時,它們只是彼此穿過。

所有的觀測都表明,暗物質和光之間的唯一聯繫是引力作用。

舉例來說,當暗物質聚集在星系周圍時,它的引力會使光線彎曲。正因如此,我們可以通過觀察宇宙中的引力透鏡效應來繪製暗物質在宇宙中的分佈。

我們還知道暗物質和普通物質之間存在引力相互作用,正是這種引力使星系聚集成超星系團。

但一個懸而未決的問題是,暗物質和常規物質是否僅通過引力相互影響。如果一個原子與暗物質粒子相遇,它們真的會彼此穿過而不發生任何其他互動嗎?

由於我們尚未直接觀察到暗物質粒子,我們只能進行推測。大多數暗物質模型認為引力是暗物質與光和常規物質之間的唯一共同聯繫。暗物質和普通物質會彼此聚集,但它們不會像星際雲那樣碰撞和合併。

然而,一項新的研究表明,暗物質和普通物質確實存在相互作用,這可能會揭示這種神秘物質的一些微妙之處。

這項研究觀察了6個超微矮星系(UFD)。它們是銀河系附近的衛星星系,其恆星數量似乎比它們的質量所顯示的要少得多。

這是因為它們主要由暗物質構成。如果規則物質和暗物質僅通過引力相互作用,那麼這些小星系中恆星的分佈應該遵循一定的模式。如果暗物質和規則物質直接相互作用,那麼這種分佈將會扭曲。

為了驗證這一點,研究小組對這兩種情況進行了計算機類比。他們發現,在非相互作用模型中,恆星的分佈應該在UFD中心更為密集,而在邊緣則更加分散。

在相互作用模型中,恆星的分佈應該更加均勻。當他們將這些模型與六個星系的觀測結果進行比較時,他們發現相互作用的模型更符合實際觀測數據。

非相互作用和相互作用暗物質的比較。

因此,暗物質和常規物質之間的相互作用似乎超越了它們的引力。

儘管目前還沒有足夠的數據來確定這種相互作用的確切性質,但存在任何相互作用的事實已經令人驚訝。

這意味著,我們傳統的暗物質模型至少有一部分是錯誤的。它還可能為直接探測暗物質的新方法指明方向。隨著時間的推移,我們或許最終能解開這種黑暗但並非完全看不見的物質的神秘面紗。