浙江
作者声明：该图片由AI生成
AI配图/示意图
宇宙里大部分物质都处于“隐身”状态。我们看不见它，也摸不到它，却知道它在用引力拉住星系。科学家把这种神秘成分叫作暗物质。现在，一项新研究提出了一个大胆办法：把横跨宇宙的巨大“蛛网”当成探测器，看看暗物质是否会在那里留下极其微弱的光。
暗物质约占宇宙全部物质的85%。它不发光，也几乎不和普通物质发生作用，所以望远镜无法像拍恒星那样直接拍到它。但星系外围的恒星转得太快，如果只有看得见的物质，星系早该散架；遥远星系发出的光经过某些区域时，也会被看不见的引力弯曲。暗物质就像一阵看不见的风，我们看不到风本身，却能从树叶的摆动判断它存在。
这次研究利用的是“宇宙丝线”。从最大尺度看，宇宙并不是把星系均匀撒在空间中。星系和气体聚集成一条条长带，交叉处形成星系团，中间留下巨大的空洞，整体像一张立体蛛网。每条丝线可以绵延数百万甚至更远的距离，其中还存在非常微弱的磁场。
弱磁场为什么能帮助寻找暗物质？关键不在它有多强，而在它延伸得足够远。就像一张非常薄的滤网，单层几乎挡不住东西，但层层累积后仍可能留下痕迹。研究人员设想，某些暗物质粒子可能并非永远稳定，而会在极其漫长的时间里发生衰变，产生一种假想粒子——引力子。
引力子是量子理论中用来描述引力传递的候选粒子，目前从未被直接探测。这项研究又用到一个理论上允许、但极难发生的过程：引力子穿过磁场时，可能以很小概率变成光子，也就是光的粒子。单次转换几乎可以忽略，可宇宙丝线既长又多，累计起来或许会产生能够被伽马射线望远镜察觉的高能微光。
这里有两层重要前提：暗物质是否会衰变成引力子，并不知道；引力子能否以足够规模转成光，也没有得到实验确认。研究人员没有宣布发现暗物质，更没有拍到引力子。他们做的是先计算：假如这些过程真的存在，不同质量和衰变速度的暗物质，最多会在天空中制造多少伽马射线。
随后，团队把预测与费米伽马射线空间望远镜已经测到的全天背景进行比较。结果没有发现明确超出已知来源的额外信号。听起来像“什么都没找到”，但在基础物理中，没有看到信号同样能提供答案。它意味着：如果这种暗物质衰变真的存在，发生速度就不能高到产生超过现有观测的光，否则我们早该看见了。
这有点像警察检查一条没有留下脚印的路。没有脚印不能证明嫌疑人不存在，却能排除“他刚刚穿着沾满泥的大靴子走过”这种情况。科学家把不符合观测的暗物质质量和衰变速度一块块划掉，剩下的理论空间就会越来越小。许多寻找新粒子的实验，正是通过这种方式逐步逼近答案。
宇宙丝线还有一个优势：它们比银河系中心“安静”。银河系中心充满脉冲星、黑洞和高温气体，都会制造高能辐射，很难判断某个光点究竟来自暗物质还是普通天体。宇宙丝线自身更暗，而且在天空中有独特的网状分布。未来如果发现伽马射线与大量丝线位置同时对应，可信度会比一个孤立亮点更高。
但这种方法仍依赖很多不确定信息。宇宙丝线目录可能不完整，丝线磁场有多强、朝哪个方向，也主要来自模型和间接测量。普通的未识别天体同样可能贡献伽马射线。因此，即使未来看到异常光，也必须先排除天体背景、仪器误差和磁场模型偏差，不能直接宣布找到了暗物质。
研究发表在《物理评论D》。团队认为，未来更灵敏的伽马射线任务有望把限制提高约一个数量级。这项工作最有趣的地方，不是已经发现了某种神秘粒子，而是把宇宙本身变成了实验设备：星系之间那张看似空荡的巨大蛛网，可能是一台横跨数百万光年的探测器，帮人类追踪宇宙中最会隐藏的物质。
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.
