近100年后,暗物质可能终于被发现

近 100 年前,天文学家弗里茨·兹威基 (Fritz Zwicky) 在研究星系运动时有了一个奇怪的发现。他注意到星系的移动速度远远快于可见物质允许的速度。似乎有某种看不见的东西将它们结合在一起——一种未知的质量形式,后来被称为“暗物质”。从那时起,暗物质[...]近100年后,暗物质可能终于被看到了,这篇文章首先出现在Knowridge科学报告上。

来源:Knowridge科学报告
伽马射线强度图,不包括光环以外的成分,在银河系中心方向上横跨约 100 度。中心区域的水平灰色条对应于银河平面区域,该区域被排除在分析之外,以避免强烈的天体物理辐射。图片来源:Tomonori Totani/东京大学。

近 100 年前,天文学家弗里茨·兹威基 (Fritz Zwicky) 在研究星系运动时有了一个奇怪的发现。

他注意到星系的移动速度远远快于其可见物质所允许的速度。似乎有某种看不见的东西将它们结合在一起——一种未知的质量形式,后来被称为“暗物质”。

从那时起,暗物质一直是科学中最大的谜团之一。

现在,近一个世纪后,一位研究人员利用美国宇航局费米伽马射线太空望远镜的数据相信,我们最终可能会直接看到这种看不见的物质的迹象。

普通望远镜无法看到暗物质,因为它不会发出、阻挡或反射光。事实上,它不像恒星、行星或气体那样与正常物质相互作用。

科学家们之所以知道它的存在,是因为它似乎对整个星系和星系团施加了强大的引力。如果没有暗物质,星系很可能会分裂。

许多物理学家认为暗物质可能由称为“弱相互作用大质量粒子”(WIMP)的未知粒子组成。

这些粒子比质子重,但很少与任何物体相互作用,因此几乎不可能被检测到。

然而,理论表明,当两个 WIMP 碰撞时,它们应该会相互毁灭,并以伽马射线的形式突然释放出能量——伽马射线是宇宙中能量最高的光类型。

更令人兴奋的是,能量模式与对比质子重约 500 倍的 WIMP 的预测相符。检测到的伽马射线数量也落在理论模型预测的范围内。

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