北京
“我们对暗物质的了解，至今全部来自它的引力效应。”加拿大圆周理论物理研究所的研究员扎卡里·韦纳说了这样一句话。这句话的背景是，他和同事们刚在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上发表了一项研究，结论相当反直觉——给暗物质粒子之间增加一种额外的吸引力，非但不会让宇宙结构加速聚集，反而在大多数情况下会抑制这种生长。
暗物质塑造了星系和宇宙的大尺度结构，靠的就是引力。但没人确切知道，引力是不是暗物质唯一能感受到的力。一个容易产生的直觉是，如果暗物质粒子之间还存在着某种只有它们自己才能感知的、额外的吸引力，那它们理应聚拢得更快，形成更致密的结构。这样一来，也许还能顺手解释一个天文学界的小疙瘩：现有观测中，宇宙大尺度上的物质分布似乎比标准宇宙学模型预测的要更集中一些。
这些观测上的“不协调”虽然不算大，但足够让物理学家们反复琢磨。一部分对遥远宇宙的研究表明，宇宙早期的膨胀速度可能比标准模型预测的稍微慢一点。同时，对宇宙微波背景辐射——也就是大爆炸留下的“余晖”——的观测则提示，在最大尺度上，物质的聚集程度可能比预期更高。两件事凑在一起，催生了一个很自然的追问：标准宇宙学模型是不是漏掉了暗物质的某种属性？
于是，“暗相互作用力”这个概念浮出水面。假设它只在暗物质粒子之间起作用，普通物质完全感知不到，那么它就有可能同时改变宇宙膨胀的历史和星系等结构的形成过程。韦纳团队做的，就是把这种假设放到理论模型里，结合真实的宇宙学观测数据，追踪两个彼此关联的效应：额外的相互作用如何改变宇宙的膨胀史，又如何影响大尺度结构的生长。
结果就是前面说的那个反直觉发现。额外吸引力确实可以把暗物质粒子拉得更近，但它并不会加速宇宙结构在整体上的增长。论文的表述很明确：在检验过的大多数条件下，这种力对结构生长起的是压制作用，而不是促进作用。研究者们原本最简单、最直接的预期是，多给它一个吸引力，结构就该长得更快，而这项理论计算却说，情况没那么简单。
这项工作的意义不在于找到了暗物质属性的终极答案，而在于它划出了一条边界：即便你往模型里塞一个听起来很合理的“隐藏力”，宇宙结构的行为方式也未必会朝着你预想的方向走。如果未来的高精度巡天观测继续和大尺度结构的标准预测顶着来，那物理学家们至少知道，给暗物质加一个简单的吸引力，恐怕不是解开那个疙瘩的钥匙。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
