
一项新研究表明,长久以来被认为完全不可见的暗物质,在穿过充满这种难以捉摸物质的区域时,或许会微妙地改变光线的颜色。
构成宇宙大部分的暗物质,或许终究并非完全不可见。据约克大学最新研究,当光线穿过暗物质所在区域时,这种神秘物质可能会在光上留下淡淡的红色或蓝色色调,形成可探测的“指纹”。
时至今日,科学家们一直认为,暗物质无法与光发生相互作用,只能通过其塑造并稳定星系的引力影响来加以观测。
然而,约克大学的研究人员提出,光线在遇到不同种类的暗物质时,其颜色实际上可能会发生微妙变化。倘若这一现象得到证实,该效应将为探索构成宇宙大部分的隐匿物质提供一种全新方法。
理论研究运用了“六度分隔理论”的思想——该理论认为,地球上任意两人之间仅通过寥寥数位共同熟人便可建立联系。研究者提出,粒子之间或许也存在类似的关联链条。
粒子关联
即便暗物质不与光直接发生相互作用,它仍可能通过其他粒子间接影响光。例如,某些被称为弱相互作用大质量粒子(WIMPs)的暗物质候选体,可能通过一系列中间粒子(如希格斯玻色子和顶夸克)与光产生联系。
约克大学物理、工程与技术学院米哈伊尔·巴什卡诺夫博士表示:“在科学界,这是一个相当不寻常的问题,因为大多数研究人员都认同暗物质是‘暗’的,但我们已经证明,即使是那种最难以想象的暗物质,也仍然可能带有某种色彩特征。”
“这一构想引人入胜,而更令人振奋的是,在某些特定条件下,这种‘色彩’或许真能被探测到。借助合适的下一代望远镜,我们便能对其进行测量。这意味着,天文学有望为我们揭示暗物质本质的全新奥秘,从而让探寻暗物质之路变得更为简明。”
检验理论
该研究概述了未来实验中如何对这些间接粒子相互作用进行验证,这或许能让科学家们排除部分暗物质理论,同时聚焦于其他理论。因此,研究人员认为,这项新研究或可凸显出在未来的望远镜研发过程中纳入这些可能性考量因素的重要性。
理解暗物质仍是现代物理学面临的最大挑战之一,因此这项研究的下一阶段或许是证实这些发现,这可能会为探寻迄今仅通过引力显现自身的物质提供新途径。
巴什卡诺夫博士表示:“当下,科学家们正斥资数十亿开展各类实验——有的旨在探寻弱相互作用大质量粒子(WIMPs),有的则致力于搜寻轴子或暗光子。我们的研究成果表明,我们能够明确在天空中的哪些区域、以何种方式展开搜寻,这有望节省时间,并助力集中精力开展相关研究。”
参考文献:A. 阿卡尔(A. Acar)、C. 艾萨克森(C. Isaacson)、M. 巴什卡诺夫(M. Bashkanov)和D.P. 沃茨(D.P. Watts)所著《暗物质:红色还是蓝色?》,发表于2025年9月27日《物理学快报B》(Physics Letters B)。 DOI:10.1016/j.physletb.2025.139920