暗物質真的存在嗎？暗物質能由軸子構成嗎？形成類似恆星的物體

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暗物質

Tanedo說：“我的研究項目的目標之一是我們對粒子物理學的假設之一：粒子之間的相互作用通過更多粒子的交換得到了很好的描述。”“對於普通物質來說，這是正確的，但沒有理由認爲暗物質是這樣的。它們之間的相互作用可以用交換粒子的連續體來描述，而不僅僅是交換一種類型的力粒子。”

1、暗物質真的存在嗎？

鑑於科學家們在探測和解釋暗物質方面所面臨的困難，一個合理的提問者可能會懷疑他們是否完全錯了。多年來，少數的物理學家提出了這樣的觀點：也許我們的引力理論是錯誤的，基本力在大尺度上的工作方式與我們所預期的不同。這些建議通常被稱爲“修正牛頓動力學”，即MOND模型，它們假定沒有暗物質，恆星和星系以超高速的速度圍繞着彼此旋轉，這是引力以令人驚訝的方式產生的結果。“暗物質仍然是一個未經證實的模型，”物理學家唐·林肯在“現場科學解釋”中寫道。

2、暗物質能由軸子構成嗎？

隨着物理學家越來越不喜歡wimp，其他暗物質粒子也開始受到青睞。其中一個主要的替代物是一個假想的粒子，稱爲軸子，它極輕，可能只有10升到比質子質量小的31次方。現在在一些實驗中正在尋找軸子。最近的計算機模擬提出了這樣一種可能性，即這些軸子可以形成類似恆星的物體，這可能會產生與稱爲快射電爆發的神秘現象非常相似的可探測輻射。

3、暗物質的性質是什麼？

天文學家通過它與普通物質的引力相互作用發現了暗物質，這表明這是它在宇宙中的存在的主要方式。但是，當試圖理解暗物質的真實本質時，研究人員幾乎沒有什麼可做的了。根據一些理論，暗物質粒子應該是它們自己的反粒子，這意味着兩個暗物質粒子相遇時會相互湮滅。阿爾法磁譜儀(AMS)在國際空間站上的實驗尋找2011年以來這場毀滅的跡象已經發現了數十萬起事件。科學家們仍然不確定這些物質是否來自暗物質，而且這個信號還沒有幫助他們確切地確定暗物質是什麼。

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暗物質研究

1、暗物質存在於每一個星系嗎？

由於暗物質的重量比普通物質大得多，所以暗物質通常被認爲是組織大型結構的控制力，如星系和星系星系團。因此，奇怪的是，今年早些時候，天文學家宣佈他們發現了一個名爲NGC1052-DF2的星系，它似乎幾乎沒有任何暗物質。“暗物質顯然不是形成星系的必要條件，”耶魯大學的PietervanDokkum說。當時告訴Space.com。然而，在整個夏天，另一個研究小組發佈了一份分析報告，表明範多肯的團隊錯誤地測量了到銀河系的距離，這意味着它的可見物質比最初的發現要暗得多，也比最初的發現要輕得多。更多的質量在暗物質中比以前建議的要好。

2、普通粒子會衰變成暗物質嗎？

中子是壽命有限的規則物質粒子。大約14.5分鐘後，一個離開原子的孤立中子將衰變成一個質子、一個電子和一箇中微子。但兩種不同的實驗裝置對這種衰變的壽命略有不同，根據7月份的一項實驗，它們之間的差異約爲9秒。日刊物理評論信。今年早些時候，物理學家建議，如果1%的時間，一些中子正在衰變成暗物質粒子，它可以解釋這種反常現象。來自新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的克里斯托弗·莫里斯和他的團隊對中子進行了監測，以尋找可能是暗物質但無法探測到任何東西的信號。根據這項研究，他們認爲其他的衰變情景仍然是可能的。

3、增加一個額外的維度

Tanedo的團隊借用了其他高能粒子物理理論中使用的技巧。通過一個值得注意的，但尚未完全被證實的概念，稱爲ADS/cft對應(“ads”表示反de Sitter，這是一種時空“cft”代表共形場理論，這是量子理論的一個範疇)，當擴展到四維空間時，一些在我們的正常三維空間中非常難解決的物理問題變得更容易解決。

通過使用這個數學技巧，Tanedo和他的合作者能夠解決暗物質之間的力量如何相互作用。然後，他們可以將其結果轉化爲空間的三個維度，並對這些力在真實宇宙中的工作方式進行預測。他們發現這些力量的表現與我們習慣的自然力量大不相同。塔內多說：“對於我在物理入門課中教授的引力或電力，當你將兩個粒子之間的距離增加一倍時，你就會將力降低4倍。”“另一方面，連續作用力則可減少8倍之多。”

結語：這種對暗物質粒子之間的自相互作用的修正使得研究人員能夠建立與小星系觀測結果相匹配的模擬，給出一個“核心”狀的暗物質輪廓，而不是傳統暗物質模型中的“尖”型暗物質。這些結果類似於其他自我相互作用的暗物質模型，這些暗物質也有可能複製類似核心的中心，但這一理論來源於一個全新的理論方向，可能會產生其他的觀測結果。所以還有很多工作要做。宇宙學家用暗物質來解釋宇宙中的許多不同的觀測，在各種各樣的尺度上。進一步的工作將揭示這個奇異的理論是否符合我們所看到的宇宙。