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太陽系正迎頭遭遇了一場暗物質風暴

如果天文學家的計算是正確的,那麼我們的太陽系已被卷了一場動蕩的太空事件中:巨大的暗物質“颶風”,以每秒500公里(310 mps)的速度迎面打來。

我們看不到也感覺不到它,但它可能意味着我們擁有了一次近距離直接探測暗物質的機會。

暗物質是宇宙中最大的謎團之一。我們還從來沒有直接檢測到過它們,我們也不確切地知道它們到底是什麼——但我們知道它就在那裡。我們可以根據恆星和星系的運動推斷出它們的存在:星系的運動速度對於已知的宇宙質量來說太快了,如果承認牛頓第二定律的話(引力充當向心力,質量不足的話,拉扯星系的引力不足以支持它現在的運動),那麼只能假定存在某種未被觀察到過的東西,提供了足夠的質量。

我們甚至可以根據這些運動計算出看不見的質量。“暗物質”——無論可能是什麼——是我們給這部分質量起的名稱,科學家還在研究如何直接檢測到它們。

但我們現在還做不到這一點。那麼物理學家又是怎麼知道我們正深陷一場巨大的暗物質風暴之中呢?線索在於恆星的運動。

隨着去年蓋亞衛星數據的發佈,天文學家發現了一股恆星物質流,它是多年前被銀河系吃掉的大型矮星系的殘留物。

在銀河系中也發現過幾個這樣的恆星流,但最新的S1是不同尋常的,因為太陽系恰好經過其由30000餘顆恆星構成的路徑。

不要恐慌,不會和恆星相撞,暗物質對我們也沒有影響。

來自西班牙薩拉戈薩大學的理論物理學家Ciaran O'Hare領導了一個研究小組,研究S1對銀河系的犄角旮旯——也就是太陽系這裡影響。

因為關於暗物質假說有好幾種,所以他們先假定所有的假說都是真的,使用多種模型來分析S1中暗物質的密度和分佈,再評估出每種假說在這次暗物質風暴中被驗證的幾率。

比如說,構成暗物質的一種備選對象是弱相互作用下的大質量粒子,被稱為WIMP。如果這些粒子存在,我們應該能夠通過它們與電子或原子核的碰撞探測到它們,它們會和地球上的帶電粒子作用,產生可被液體氙或晶體探測器檢驗到的光子。

不過根據他們的計算,該團隊確定現在的WIMP探測器不太可能探測到S1帶來的任何影響,儘管未來的技術可能會變得更加精密和先進。所以,即便暗物質真的是WIMP,也無法在當前得到確認。

另一方面,他們認為,Axion探測器——例如Axion暗物質實驗——做出發現的機會更大。當然,Axions軸子也只是假設中存在的粒子,這裡做出發現的前提是,軸子假說是成立的。如果它們存在,它們一定非常輕,比電子輕約5億倍,它們可能是冷暗物質的主要成分。

根據理論物理學家Pierre Sikivie的計算,這些超輕粒子——我們無法直接觀察到——可以在強磁場的存在下轉換成我們能看到的光子。

據我們所知,到目前為止,Axion暗物質實驗並未發現檢測信號。但是知道自己要尋找的是什麼,可以幫助科學家提高檢測到的可能性——如果最後還是沒有收穫,也可以改進技術,為未來保留機會。

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:煎蛋網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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