北京
标准宇宙学模型在解释宇宙方面表现出色，但在少数地方，数字对不上。这些矛盾催生了多种关于“暗力”在幕后起作用的理论。其中一种理论，正是为了解释暗物质“团块”的聚散问题。 暗物质虽然本质未知，却为星系乃至更大尺度的宇宙网提供了主要引力框架。然而，一些观测现象暗示，在宇宙较晚时期，宇宙结构可能比标准宇宙学模型预测的更加“聚团”。这意味着，除了引力之外，可能还存在一种额外作用力，只作用于暗物质所在的“暗扇区”，悄悄把暗物质团块拉得更紧。 为此，来自加拿大和美国的一个研究团队，在《宇宙学与天体粒子物理杂志》上发表了一项新研究，严谨地检验了这个想法中最简单的一种版本。他们的结论出乎意料：在引力之外再加一种吸引力，并不一定会让可观测宇宙变得更聚团。 从直觉上看，给暗物质增加一种额外的吸引力，应该会让宇宙结构加速形成。主导这项研究的加拿大圆周理论物理研究所理论物理学家扎卡里·韦纳表示：“你首先会预期，给暗物质提供额外吸引力，会让结构更快生长。”但与此同时，另一个效应也在发挥作用。 换句话说，暗物质被视为宇宙的主要脚手架。如果让暗物质粒子之间更加“相吸”，理应加快整个宇宙结构的建造过程。然而，基于研究团队的建模，并与宇宙微波背景及大尺度结构的观测数据进行交叉验证后发现，这个“暗力”确实会提升暗物质的聚团程度，但这种增强作用，几乎会被另一种效应完全抵消。 这道额外作用力在加大暗物质粒子之间吸引力的同时，还会导致它们的有效质量在宇宙演化过程中不断减小。宇宙结构的生长依赖暗物质的引力作为脚手架；一旦有效质量降低，整个结构生长过程就会受到抑制。于是，吸引增强和有效质量下降这两个过程相互拉锯，最终使得可观测宇宙的聚团程度并没有明显提高。 这项研究的意义，不仅在于解释了一个看似矛盾的现象，也提醒未来的暗物质理论构建：任何额外暗力都不能只看单一作用，必须把质量随时间的演化一并纳入考察。否则，看似能够解决“团块问题”的漂亮模型，可能只是伪解。
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