关于暗物质，究竟孰是孰非？难有定论

文章介绍了一项研究暗物质的新研究，该研究的结果却与2014年一项研究暗物质的研究相反，但有专家认为这两项研究的结果并不一定是对的，需要做更多的研究才能确定。

科学家寻找除引力作用外能够证实暗物质存在的努力又一次无功而返——但这一次引发了一点争议。天文学家仔细观察着空无一物的宇宙区域，却并没有找到他们假设的惰性中微子衰变产生的X射线，而惰性中微子被认为是暗物质的候选粒子。

研究人员说，研究的结果给这个暗物质的热门候选粒子泼了点冷水，但并没有完全否定它。

暗物质是长久以来困扰着我们的一个巨大问号。我们无法直接探测到它，但由于它对我们能探测到的物质，即我们所说的普通物质，有着实实在在的巨大的引力效应，因此我们对它的存在又是确信无疑的。

例如，在星系的外缘，物质实际的移动速度比起它们在假设只受普通物质引力作用的情况下的移动速度，前者要快得多。而且那里的引力透镜效应——即光受引力作用发生弯曲的情况——也比在假设情况下我们预期的更明显。天文学家由此计算出，宇宙中多达85%的物质是暗物质。

然而，因为我们无法探测到暗物质，我们就难以了解它。我们假定了许多暗物质的候选粒子，天文学家们正试图找到探测它们的方法。

惰性中微子就是一种理论上的粒子。普通中微子在宇宙中广泛存在，它们极难被探测到——它们有点像电子，但不带电，质量非常轻，所以它们与普通物质的相互作用十分微弱。而在物理学家们的假设中，惰性中微子则完全不与普通物质发生除引力以外的任何相互作用。

这些假想的中微子也是不稳定的。它们会衰变成为普通中微子，同时产生电磁辐射。而如果这个假设是真的，那么衰变时产生的辐射应该是可以被探测到的，虽然它们非常的微弱。

2014年的一项研究声称已经做到了这一点——研究人员在遥远星系的惰性中微子衰变中探测到微弱的X射线，这种射线被称为3.5 KeV谱线。但在随后的研究中——无论是在2016年对26万光年外的矮星系的研究，还是2017年对2.4亿光年外的星系团的研究——都没有类似的发现。

因此，有一个研究团队决定在离家更近一点的地方进行研究。众所周知银河系有一个巨大的暗物质环，那么如果其中的惰性中微子发生衰变，它们应该可以被探测到。

该团队对近20年的原始数据进行了荟萃分析，这些存档的X射线数据来源于XMM-牛顿天文望远镜拍摄的银河系外围的真空区域，在那里可以排除发光的可视物质的干扰。他们试图寻找3.5 KeV谱线的踪迹，结果什么也没找到。

密歇根大学（University of Michigan）的物理学家本·萨夫迪（Ben Safdi）指出:“2014年的研究论文以及后续的各项研究，首次确认了我们在微观层面上精确了解暗物质本质的可能性，这在天体物理学界和粒子物理学界引发了强烈的兴趣。”

“我们的研究结果并不是说暗物质不是惰性中微子，而是意味着迄今并没有实验证据证实暗物质的存在，这和2014年的研究结论是相反的。”

研究人员认为，研究的结果表明在2014年的研究中看到的3.5 KeV 谱线另有它因。但也有人不同意这个结论。荷兰莱顿大学的物理学家阿列克谢·博亚斯基（Alexey Boyarsky）在论文预印本网站arXiv上发布了一个针对银河系真空区域进行的类似调查，他的团队相信他们找到了3.5 KeV谱线。

在对《科学周刊》（Science Magazine）谈到这项新研究时，他表示，“我觉得他们的论文（译注：指本·萨夫迪团队的研究论文）说得不对。”可见由不同的分析方法可能得到完全不同的结论；尽管博亚尔斯基的论文还有待同行评议，但两个团队都认为他们的方法更胜一筹。

于是，这个问题似乎仍然悬而未决，唯一能做的就是继续研究下去。

当然我们还有一个可以选择的方向。萨夫迪（Safdi）说，他们得到的结果为进一步研究这个问题开辟了一条新的途径。

他说，“很遗憾，虽然我们的研究给那些看起来似乎是首次证实了暗物质的微观本质的研究泼了冷水，但它开创了一个全新的寻找暗物质的思路，也许不久的将来我们就会有所发现。”

原文链接：http://www.toutiao.com/a7013555597463405060,原文时间：2021-09-30 11:08