暗物質不存在？科學家找到宇宙丟失的一半質量，但它們並非暗物質

來自專欄 TechPunk

尋找宇宙中的暗物質就像尋找外星人一樣，用兩個字來形容就是：難產！什麼是暗物質，科學家緣何尋找這種東西呢？

其實暗物質是科學家們想像出來的一個概念。因為在估量宇宙的質量時，我們可以看見的部分只佔了不到 5%，剩下的東西既看不到也摸不到，就這麼莫名其妙的消失了很多年。

這些東西到底是什麼誰都不知道，但是總得有個說法吧，所以科學家們才提出了暗物質和暗能量的概念。

自提出以來已將過了將近一個世紀，科學家們是換著花樣發射探測器望遠鏡之類的想要捕捉到一些蛛絲馬跡，但到現在仍一無所得。

可是為什麼人們仍然相信有暗物質存在呢？這是因為這個假設完美地解釋了宇宙的各種現象。

比如，一部分科學家猜測驅使宇宙不斷膨脹的是暗能量，而將宇宙星系和星系之間連接在一起不被撕裂的是暗物質。

然而，暗物質們究竟存不存在呢?

最近，一個英法獨立研究小組的科學家們說他們找到了宇宙丟失的大約一半質量，但遺憾的是這些質量並不是什麼暗物質，就是正常物質叫做一種複合粒子的重子，在星系與星系之間起著鏈接的作用。

兩個獨立的研究小組，法國空間天體物理學研究所 HidekiTanimura 的團隊堆疊了 260,000 個雙星係數據。英國愛丁堡大學的 Anna deGraaff 的研究小組使用超過一百萬雙星係數據。

然後，他們將數據分別導入計算機進行宇宙模型模擬，結果他們模擬出的「宇宙網」中，呈現出大量的糾纏的絲狀物，這些數量巨大的糾纏的絲狀物將宇宙的星系連接在一起，而這種糾纏的絲狀物就是由重子構成的。

有點懵，什麼叫重子？在現代粒子物理學的標準模型理論中，重子這一名詞是指由三個夸克（或者三個反夸克組成反重子）組成的複合粒子。

在這理論中它是強子的一類。值得注意的是，因為重子屬於複合粒子，所以不是基本粒子。最常見的重子有組成日常物質原子核的質子和中子，合稱為核子。

其實只要明白一點，重子就是正常物質。但是因為它屬於複合粒子，而不是基本粒子，因此幾乎難以觀測。

此前，天文學家在觀測中發現過大量的呈散射狀的高溫絲縷「氣體」物質，是它們將宇宙星系鏈接在了一起，但這些「氣體」是一種什麼物質，科學家們不得而知。英法研究小組的發現可能解答了這個困惑。

但是問題又來了，為什麼此前科學家們無法知道這些絲縷「氣體」是什麼物質呢? 這就要說到這些絲縷「氣體」獨特的性質了。

雖說它們也有溫度但溫度不高，所以釋放的熱量就很少。這樣一來，用X射線望遠鏡很難觀測到這些物質。

但是你要明白，觀測不到的東西不代表它不存在。還拿宇宙質量來說，只能看到 5% 的物質質量，那剩下的 95% 呢？你不可能說它不存在，即便看不到。

兩個獨立小組用計算機模型計算，還發現這些氣體細絲的密度與正常宇宙物質密度有差異。

Tanimura 的團隊發現其為正常宇宙物質的三倍密度。Graaff 的團隊發現是六倍正常宇宙物質密度。

對於兩個小組測量的差異，他們是表示可能與他們觀測的距離不同有直接關係。

刨除這些個差異，事實上二者的結果卻一致地證明這些重子物質的存在。它們不僅是佔據宇宙一半的質量，而且是一種星系與星系之間起連接作用的物質。

現在關鍵的問題是，這個發現可能說明，科學家們找了這麼久的暗物質也許真的不存在。雖說這些氣體遊絲很難被觀測到，但它們確實是正常物質。

當然了，要讓科學家們都接受這個說法顯然不太可能，因為有些科學家傾注了畢生心血尋找暗物質，現在你跟我說宇宙中根本不存在暗物質？我不信！

所以科學家們仍然寄希望於有更高解析度的設備升空。NASA 計劃 2023 年發射高解析度X射線天文台 Arcus。歐空局還在開發一種高解析度X射線望遠鏡 Athena，計劃於 2028 年發射。