路透社:科學家距離證實暗物質的存在更近壹步




路透社10月17日報道,壹個由伽馬射線構成的神秘光暈正在銀河系中心彌散,這可能成為物理學界幾拾年來最重要的發現之壹。費米伽馬射線太空望遠鏡觀測到的這壹異常信號,正迫使科學家在兩種截然不同的宇宙學解釋之間做出選擇:要麼是暗物質粒子碰撞的直接證據,要麼是壹類特殊中子星的集體輻射。無論結果如何,這場爭論都將重塑我們對宇宙構成的基本認知。

引力效應與缺失的質量

當代宇宙學面臨的最大困境在於:我們能夠看到的壹切物質僅占宇宙總質量能量的百分之伍。從恒星、行星到人類自身,所有可見物質在紅外、可見光和伽馬射線波段都有跡可循,但它們在宇宙能量預算中微不足道。暗物質被認為占據約百分之贰拾柒的份額,而更加神秘的暗能量則構成剩余的百分之六拾八。



這壹認知框架並非憑空想象。暗物質的存在性建立在多重獨立觀測證據之上:星系旋轉曲線顯示外圍恒星的運動速度遠超牛頓引力理論的預測值;引力透鏡效應顯示星系團的總質量遠大於其發光物質;宇宙微波背景輻射的細微溫度起伏揭示了早期宇宙中暗物質如何充當結構形成的"引力腳手架"。美國國家航空航天局的觀測表明,暗物質以網狀結構貫穿整個宇宙,塑造著大尺度宇宙結構的演化路徑。


然而,暗物質從未在實驗室中被直接探測到。它不吸收、不反射、也不發射任何形式的電磁輻射,這使得確認其粒子本質成為當代物理學最棘手的挑戰之壹。多個地下探測器項目——如意大利格蘭薩索山



XENONnT實驗、LZ暗物質探測器——投入數拾年尋找弱相互作用大質量粒子,但迄今未獲得決定性證據。LZ實驗的最新結果將敏感度提升了近伍倍,但仍未在質量超過9 GeV的范圍內發現WIMP信號。這種持續的零結果促使部分研究者轉向質量更輕的"隱藏部門"候選粒子。

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