在我们的大气层边界处，可能隐藏着一个与失踪宇宙有关的巨大秘密

暗物质或可与电离层相互作用发出射电波。

壮观的极光也发生在电离层。NASA

最新的理论研究结果显示，地球可能在一个暗物质海洋里游泳，而这个看不见的海洋产生的浪，拍打着我们行星的上层大气，会产生射电波。如果我们能够探测到这些射电波，那么就有可能发现神秘的暗物质。

尽管有人不以为然，但有大量的天体物理学和宇宙学证据指向暗物质的存在。这些证据隐藏在怪异的星系自转曲线，以及宇宙大尺度结构的成长方式之间。很多试图用引力理论的替代品解释这些观测结果的努力均告失败。大部分天文学家认为暗物质是某种极少与光和普通物质发生作用的未知物质形态。

但是这种物质究竟是什么又众说纷纭，所有的可能性都被提了出来，但又没有一种能够被证明。有人认为暗物质是由大质量粒子构成的，但寻找这种粒子的努力几乎一无所获；有人认为暗物质是由质量特别小的粒子构成的，比如假想中的“轴子”或一种奇异的光子。

如果暗物质粒子是一种质量极小的粒子，那么它就会有十分奇怪的表现。比如它的存在方式可能不是相互独立的点，而是像在宇宙中翻滚的巨浪。

近日一些科学家在对一种认为暗物质由超轻粒子构成的理论进行了探讨。根据这种理论，暗物质粒子并非完全不与普通物质发生作用。虽然在大多数情况下，它们不会互相影响，因而我们无法感知到它的存在；但是在某些极为罕见的情况下，这样的暗物质会与普通物质相互作用并产生射电波。

如果这样的暗物质与等离子体接触，且暗物质波与等离子波的频率一致，那么它们就会发生共振，使得它们相互作用的结果被放大，产生可以被探测的射电波。

宇宙中充斥着等离子体，所有的恒星都会向太空抛射等离子体。事实上科学家已经在尝试探索暗物质与包含等离子体的环境，比如日冕或星际介质相互作用产生的射电波。而这一次，研究人员发现了一个离我们非常近的作用点：地球大气的电离层。

电离层位于地球大气的顶部。在那里有很多被电离的粒子。这些带电粒子组成的等离子体内部会天然地形成等离子波，并与假想中掠过地球的暗物质波相互作用。

要想探测到这样的射电波并不容易。但是研究人员认为如果能够在特定的频率上进行长期监听，也并非不可能。

电离层作为暗物质信号源有其独特的优势。首先电离层能够天然地将来自深空的大量射电波污染反射掉；其次它离我们很近，易于探测。

当然这是一个基于高度假想进行的推测。不过总要去试一下的，否则怎么知道事实是否真如我们想象的那样呢？

参考
Resonant Conversion of Wave Dark Matter in the Ionosphere
https://arxiv.org/abs/2405.13882