新研究重揭暗物質之謎

暗物質是目前理論上假定存在的神秘物質，重量比普通物質高出五倍，雖然我們目前沒有直接發現它，但無論是從理論還是觀測角度，都顯示著暗物質的存在。

2015年，特雷西·斯萊蒂爾教授參與了由麻省理工學院和普林斯頓大學合作的一項模型計算。研究人員分析了費米伽馬射線太空望遠鏡觀測到的銀河系中心，使用了他們開發的“背景模型”來描述星系中所有可能產生伽馬射線的粒子相互作用。他們相當肯定地得出結論，GCE極有可能是脈衝星的結果，而不是暗物質。

在一篇發表在《物理學快論》的文章中，斯萊泰爾和主要作者麗貝卡·萊恩博士發現他們的模型並非錯證。只是他們在資料中引入了“暗物質訊號”的假設，但模型運算下來暗物質影響並不顯著，仍然傾向於是脈衝星的影響。

“令人興奮的是，我們認為已經排除了暗物質的可能性，”斯萊特在一份宣告中說，“但仍可能有一處缺陷，即我們提出的觀點有系統性的錯誤。它為暗物質訊號存在的證明重新打開了大門。”

2015年首次觀測計算採用的方法非常簡單且有創意。GCE位於銀河系中心點周圍約5000光年的球形區域內。如果訊號是由脈衝星產生的，它應該是顆粒狀的，因為脈衝星不是到處都有分佈的；它們是在特定的地方被發現的，周圍都有間隙。但如果原因是暗物質，那麼整個GCE的發射應該是平滑的，因為暗物質不會聚集在一起。

“我曾希望這在之後的許多研究中是第一次使用這個技術對銀河系中心區域進行探索”斯萊特解釋說，“但到了2018年，主要的交叉檢查方法仍然是我們在2015年所使用的，這讓我非常緊張，這說明我們可能遺漏了一些東西。”

最初的研究發現排放物看起來是100%的顆粒狀。但這一次他們添加了一個額外的暗物質訊號。他們發現這個模型沒能捕捉到這個假訊號。對研究人員來說，這意味著暗物質不能再被忽視了。

“如果真的是暗物質，這將是暗物質透過重力以外的力與可見物質相互作用的第一個證據，”萊恩說，“暗物質的性質是目前物理學中最大的懸而未決的問題之一。將這個訊號識別為暗物質可能會讓我們最終揭示暗物質的基本特徵。不管過剩是因為什麼，我們都會對宇宙有新的認識。”

Leane和Slatyer現在正致力於改進模型，並嘗試揭示到底發生了什麼。他們希望解決這個問題，並最終弄清這一持久的謎團。

相關知識

在宇宙學中，暗物質（英語：Dark matter），是指無法透過電磁波的觀測進行研究，也就是不與電磁力產生作用的物質。人們目前只能透過重力產生的效應得知，而且已經發現宇宙中有大量暗物質的存在。[2]

現代天文學經由引力透鏡、宇宙中大尺度結構的形成、微波背景輻射等方法和理論來探測暗物質。而根據ΛCDM模型，由普朗克衛星探測的資料得到：整個宇宙的構成中，常規物質（即重子物質）佔4.9%，而暗物質則佔26.8%，還有68.3%是暗能量（質能等價）。[3][4][5]暗物質的存在可以解決大爆炸理論中的不自洽性（inconsistency），對結構形成也非常關鍵。暗物質很有可能是一種（或幾種）粒子物理標準模型以外的新粒子所構成。對暗物質（和暗能量）的研究是現代宇宙學和粒子物理的重要課題。

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