關於暗物質知之甚少，但科學家們長期以來認為它是宇宙誕生的殘餘

圖解:

暗物質約佔宇宙的四分之一，正常物質僅佔5％，其餘為暗能量。圖片來源：NASA，ESA，CFHT，CXO，MJ Jee（加州大學戴維斯分校）和A. Mahdavi（舊金山州立大學）

暗物質，儘管科學家相信宇宙質量的80%尤其組成，仍是現代物理中最大的謎團：它的真實身份和來源都還是未知。約翰霍普金斯大學的研究顯示，暗物質可能在大爆炸之前就已經存在。

圖解: 從引力透鏡產生的效應，星系團CL0024+17內部被發現存在有一個暗物質圈，在這張哈勃太空望遠映象片裡以藍色顯示出來。

該研究，於2019年發表於physical review letters，給出了關於暗物質是如何產生的以及如何運用觀測天文學對其進行鑑定的新觀點。

“研究揭示了粒子物理學與天文學之間潛在的聯絡。如果組成暗物質的粒子在大爆炸之前就已經存在，那麼其很可能影響了星系在宇宙中的分佈方式。這種聯絡可能可以用來研究暗物質的本質與大爆炸之前的時間。” 論文作者Tommi Tenkanen說到，一名來自美國馬里蘭州巴爾的摩約翰霍普金斯大學的天文學博士後。

圖解: 被暗物質包圍繞著的地球想像圖

儘管對其起源仍一無所知，天文學家相信暗物質對於星系的構成與群聚施加了顯著的影響。雖然無法被直接觀測，科學家可以透過其對可見物質的引力作用以及分佈確認它的存在。

圖解: 簇中扭曲的形狀是遙遠的星系，光線透過在星系團內被稱為暗物質的不可見物質的引力而彎曲。圖片來源：NASA / ESA / M. 郵遞員（STScI）/ CLASH團隊

長久以來，科學家認為暗物質是大爆炸的產物。他們一直在用盡各種方法尋找暗物質，但所有努力都未能獲得回報。

“如果暗物質是大爆炸的殘留物，已進行的粒子物理學實驗早已應該有所收穫。”Tenkanen說。

圖解: 哈勃超深空場描繪了遠古時代的星系圖景，根據大爆炸理論，它們處於一個更年輕、更緻密且更熾熱的宇宙。

以新的更加簡單的數學模型為基礎，暗物質很可能產生於大爆炸之前被稱為暴漲期-空間劇烈膨脹-的時代。急劇的膨脹中產生了一類被稱為標量粒子的基本粒子。目前已知的唯一一種標量粒子就是著名的希格斯玻色子

。

“我們還不清楚暗物質到底是什麼，但如果其屬於標量粒子，那麼它很可能比大爆炸還要古老。在假定的數學模型下，不必考慮可見物質與暗物質除引力之外的未知相互作用。”Tenkanen解釋道。

雖然暗物質起源於大爆炸之前不是全新的理論，但之前的觀點都未能得到計算的支援。該研究的成果說明：科學家們經常對暗物質起源的數學模型做出過於複雜的假設。

該研究也指出了一種探尋暗物質起源的新思路， 即透過觀測暗物質在宇宙形成中物質分佈留下的痕跡來推斷其來龍去脈。

“雖然粒子分析實驗很難捕捉到暗物質，天文觀測很可能找到蛛絲馬跡。隨著歐幾里得衛星將於2022年發射，我們將會了解到更多關於暗物質起源的故事。除了暗物質自身，它們的發現也許能幫助我們探尋大爆炸之前的世界。”

參考資料

1。WJ百科全書

2。天文學名詞

3。 spaceanswers-HPYULEMAR

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