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暗物质到底有多小(暗物质真正的样子)

来源:原点资讯(www.yd166.com)时间:2022-10-26 12:33:38作者:YD166手机阅读>>

宇宙四大基本作用力中的另外三种——电磁力、弱相互作用和强相互作用都已经被量子力学成功的解释,只有在引力方面陷入了滑铁卢。因此,才有人提出了量子引力的理论,试图借此实现物理学两大理论的统一。可惜的是,至今科学家也没有找到足够的证据来证明这个理论。

正因如此,科学家们也一直没有将这个理论与暗物质联合起来,直到Calmet进行了他们的这次研究。Calmet指出:“我们的想法其实比较简单,但意外的是,此前从没有人想到过这一点。”

具体来说,Calmet和Kuipers是利用科学家们根据广义相对论的分析结果,计算出了暗物质粒子的质量和上限下限;随后,他们利用量子引力理论,对暗物质粒子的寿命进行了约束。由于对于暗物质粒子质量范围的估算都是来自于广义相对论,因此这个推测是独立于尚处于假设阶段的量子引力学说的。

暗物质到底有多小,暗物质真正的样子(5)

而另一方面,虽然量子引力效应一般来说都是微不足道的,但是如果暗物质粒子的衰变时间非常长,甚至可能和宇宙的年龄差不多,超过了100亿年,那么量子引力效应就不能忽略了。

在此之前,科学家们推测的暗物质粒子质量在10^-24eV(电子伏特)-10^19Gev之间。注意,二者之间不仅相差着几十个数量级,甚至单位还差了一个G,也就是10的9次方。可以说,这个质量范围简直宽出了太阳系。

而根据Calmet的研究成果,暗物质粒子的质量被极大程度上缩小,最小为0.001eV,上限为10^7eV。在最近30年的时间里,人们在量子引力的研究领域取得了许多的进展,也对暗物质有了更多的研究,但从没有人将二者结合起来。而Calmet进行了这一尝试,并且限制了暗物质粒子的质量上限和下限。

暗物质到底有多小,暗物质真正的样子(6)

这对于人类的暗物质研究来说具有重大意义,这可以帮助科学家确定暗物质是否像此前人们普遍认为的那样只产生引力作用,还是有另外一种神秘的力量也可以作用于暗物质之上。

Calmet说:“假如我们发现暗物质粒子的质量超出了本论文中提出的范围,那么我们发现的不仅仅是暗物质,还有还有非常有力的证据可以证明,还有引力以外的一种新的力作用于暗物质之上。”

作为占据宇宙85%以上质量的暗物质,对于宇宙的发展有着至关重要的意义,直到今天仍然广泛地分布在宇宙的各个星系之中。尽管有些科学家仍然提出质疑,但基本上现有的观测结果都暗示我们暗物质是的确存在的。

暗物质到底有多小,暗物质真正的样子(7)

目前,世界各国的科学家都在努力研究这种主宰着宇宙的物质。人类如果想要了解这个宇宙,甚至在宇宙中穿梭,暗物质将是我们不得不跨越的一道坎。

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