暗物質(zhì)和暗能量(宇宙中的暗物質(zhì))

據(jù)國外媒體報(bào)道，暗物質(zhì)被認(rèn)為是宇宙物質(zhì)的主要成分(約占宇宙質(zhì)量的85%)，是不可見的，很難被發(fā)現(xiàn)。它的屬性還是挺不顯眼的?，F(xiàn)在，加州大學(xué)河濱分校(UCR)的一名理論粒子物理學(xué)家和他的同事在《高能物理雜志》上發(fā)表了一篇研究論文，展示了假設(shè)存在一種新型力的理論如何幫助解釋暗物質(zhì)的性質(zhì)。

“我們生活在暗物質(zhì)的海洋中，但我們對(duì)它可能是什么知之甚少，”物理學(xué)和天文學(xué)副教授、論文的高級(jí)作者Flip Tanedo說。這是自然界中最令人不安的已知未知之一。我們知道它的存在，卻不知道如何去尋找，也不知道為什么它沒有出現(xiàn)在我們預(yù)期的地方。\"

在過去的30年里，物理學(xué)家利用望遠(yuǎn)鏡、巨大的地下實(shí)驗(yàn)和對(duì)撞機(jī)來了解更多關(guān)于暗物質(zhì)的知識(shí)，盡管還沒有出現(xiàn)積極的證據(jù)。然而，負(fù)面證據(jù)迫使像塔內(nèi)多這樣的理論物理學(xué)家更有創(chuàng)造性地思考暗物質(zhì)可能是什么。

這項(xiàng)新研究提出，在時(shí)間空中存在一個(gè)額外的維度來搜索暗物質(zhì)，它是加州大學(xué)河濱分校正在進(jìn)行的研究項(xiàng)目的一部分，由Tanedo領(lǐng)導(dǎo)。根據(jù)這個(gè)理論，一些暗物質(zhì)粒子的行為不像粒子。事實(shí)上，不可見粒子與更多不可見粒子相互作用，以至于后者的行為不再像粒子。

“我過去兩年研究項(xiàng)目的目標(biāo)是將暗物質(zhì)‘對(duì)話’的想法擴(kuò)展到暗能量，”Tanedo說?！霸谶^去的十年中，物理學(xué)家已經(jīng)意識(shí)到，除了暗物質(zhì)，隱藏的暗能量可能主導(dǎo)暗物質(zhì)的相互作用。這些可以完全改寫人們應(yīng)該如何尋找暗物質(zhì)的規(guī)則?！?/p>

如果兩個(gè)暗物質(zhì)粒子相互吸引或排斥，那么暗能量就在起作用。Tanedo解釋說，暗能量在數(shù)學(xué)上是由一個(gè)具有額外維度的理論描述的，并以連續(xù)粒子的形式出現(xiàn)，這可以解決在小星系中看到的混亂。

“我們?cè)赨CR正在進(jìn)行的研究項(xiàng)目是暗能量提議的進(jìn)一步推廣，”他說。我們觀察到的宇宙有空三個(gè)維度。我們認(rèn)為可能存在只有暗能量知道的第四維度。額外的維度可以解釋為什么當(dāng)我們?cè)噲D在實(shí)驗(yàn)室研究暗物質(zhì)時(shí)，它隱藏得如此之好。\"

Tanedo解釋說，盡管額外維度聽起來像是一個(gè)奇怪的想法，但它們實(shí)際上是一種描述“共形場論”的數(shù)學(xué)技術(shù)——高等量子力學(xué)的一般三維理論。這些類型的理論在數(shù)學(xué)中很豐富，但它們不包含傳統(tǒng)的粒子，因此通常被認(rèn)為與描述自然無關(guān)。這些具有挑戰(zhàn)性的三維理論和更容易操作的外維理論之間的數(shù)學(xué)等價(jià)性被稱為全息原理。

“由于這些共形場理論是困難和不尋常的，它們還沒有真正系統(tǒng)地應(yīng)用于暗物質(zhì)，”Tanedo補(bǔ)充說。\"我們沒有使用這種語言，但是我們使用了全息維度理論.\"

外部維度理論的關(guān)鍵特征是暗物質(zhì)粒子之間的力是由無限多個(gè)不同質(zhì)量的粒子來描述的，稱為連續(xù)統(tǒng)。相反，普通力是由具有固定質(zhì)量的單一類型的粒子來描述的。這種連續(xù)體-黑暗部門對(duì)Tanedo來說是令人興奮的，因?yàn)樗隽艘恍靶碌暮筒煌氖虑椤薄?/p>

根據(jù)Tanedo的說法，過去關(guān)于暗物質(zhì)的工作主要集中在模仿可見粒子行為的理論上。他的研究項(xiàng)目是探索更極端類型的理論，大多數(shù)粒子物理學(xué)家認(rèn)為這些理論不是很有趣，可能是因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界中沒有類似的理論。在Tanedo的理論中，暗物質(zhì)粒子之間的力與普通物質(zhì)感受到的力驚人地不同。

“對(duì)于我在物理入門課程中講授的重力或電，當(dāng)你將兩個(gè)粒子之間的距離增加一倍時(shí)，你的力會(huì)減少四倍。另一方面，一個(gè)連續(xù)的力減少了多達(dá)八個(gè)系數(shù)?！?/p>

這個(gè)額外維度的黑暗力量有什么影響？由于普通物質(zhì)可能不會(huì)與這種黑暗力量相互作用，Tanedo轉(zhuǎn)向了自體暗物質(zhì)的想法，這是由加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)和天文學(xué)副教授于海波發(fā)起的，他不是這篇論文的合著者。于海波表明，即使沒有與正常物質(zhì)的任何相互作用，這些黑暗力量的影響也可以在矮球星系中間接觀察到。Tanedo的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，持續(xù)的力可以重現(xiàn)觀察到的恒星運(yùn)動(dòng)。

Tanedo說:“我們的模型走得更遠(yuǎn)，比自我相互作用的暗物質(zhì)模型更容易解釋暗物質(zhì)的宇宙起源?！苯酉聛?，Tanedo的團(tuán)隊(duì)將探索“暗光子”模型的連續(xù)版本。

Tanedo說:“這是一張更真實(shí)的暗能量圖片。已經(jīng)對(duì)暗光子進(jìn)行了非常詳細(xì)的研究，但是我們的外部維度框架有一些驚喜。我們還將研究暗能量宇宙學(xué)和黑洞物理學(xué)?！?/p>

Tanedo一直在努力確定他的團(tuán)隊(duì)在尋找暗物質(zhì)方面的“盲點(diǎn)”?！拔业难芯坑?jì)劃針對(duì)我們關(guān)于粒子物理學(xué)的一個(gè)假設(shè):粒子的相互作用完全由更多粒子的交換來描述，”他說?！半m然這對(duì)普通物質(zhì)來說是真的，但沒有理由對(duì)暗物質(zhì)做出這樣的假設(shè)。它們的相互作用可以通過交換一個(gè)連續(xù)體的粒子來描述，而不僅僅是交換單一類型的力粒子?！?/p>

目前上述的內(nèi)容應(yīng)該能夠?yàn)榇蠹医獯鸪龃蠹覍?duì)于暗物質(zhì)和暗能量（宇宙中的暗物質(zhì)）的疑惑了，所以如果大家還想要了解更多的知識(shí)內(nèi)容，也可以關(guān)注本站其他文章進(jìn)行了解哦。

版權(quán)說明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！

標(biāo)簽：