我们自己宇宙的黑镜可以解释引力的怪癖

由于传统的解释未能兑现暗物质,一位物理学家正在寻求非传统。

在一系列的两篇论文中,加州大学圣克鲁斯分校的物理学家斯特凡诺·普罗富莫 (Stefano Profumo) 提出了这种神秘物质的两种奇怪但并非不可能的起源,这种神秘物质导致了我们在宇宙中看到的过度引力效应。

在第一个,发表于 2025 年 5 月,他提出暗物质可能诞生在我们自己宇宙的暗物质“镜子”中,其中物质是由类似于我们的质子和中子的暗粒子的暗版本组成的。

在 7 月初发表的另一篇文章中,普罗富莫提出,暗物质粒子可能是在宇宙地平线的边界(可观测宇宙的边缘)形成的,在随后的快速膨胀过程中。大爆炸.

相关:整个由暗物质组成的行星可能存在。以下是我们找到它们的方法。

“这两种机制都是高度推测性的,”他说,“但它们提供了独立且可计算的场景,不依赖于传统的粒子暗物质模型,而传统的粒子暗物质模型越来越受到零实验结果的压力。

暗物质是宇宙中最令人头疼的问题之一。它既不发射也不阻挡辐射,这意味着我们无法直接检测到它。

由于几乎没有线索可以继续下去,我们不知道它是什么;我们之所以知道它的存在,是因为不知何故,一旦你考虑到了每个星系、每颗恒星和每团尘埃在恒星之间安静而黑暗地漂流,整个宇宙的引力效应就比它们应有的要强得多。

暗物质是我们给造成这种引力过剩的任何东西起的占位符名称,并且有一系列的理论候选者可以解释它,从行星大小的斑点到转瞬即逝的粒子。然而,尽管进行了狂热而专注的搜索,但没有一个候选人得到验证。

为了对替代暗物质候选者进行新的探索,普罗富莫转向了物理学的不同领域。首先,他转向量子色动力学,它描述了将夸克和胶子结合成质子和中子等粒子的强大力。

根据这个理论,我们的宇宙中存在着一种“镜像”宇宙,其中强大的力量被一种变化所取代,这种变化结合了隐藏在我们自己的基本粒子之外标准型号.

普罗富莫的论文阐述,在早期宇宙的某些条件下,这些隐藏粒子的浓度可以增长到足够致密,形成暗物质黑洞它只能通过引力与我们可见的宇宙相互作用。

显示宇宙早期膨胀期间宇宙地平线暗物质生成的图表。(斯特凡诺·普罗富莫)

在第二篇论文中,Profumo 援引了宇宙地平线的量子场论,有点像宇宙尺度的黑洞的事件视界——我们可观测宇宙的“边缘”,我们永远无法探索它。

大爆炸之后,根据目前的宇宙学理论,宇宙经历了一段加速膨胀的时期。在此期间,宇宙地平线的量子涨落可能会自发产生质量范围的暗物质粒子。

这两种解释都是新的和非常规的,但坚实地基于当前的理论,应该可以在未来的实验中得到检验。需要进一步的工作来完善新提出的模型,但是,普罗富莫说,它们为探索和理解充满宇宙的暗物质开辟了新的可能性。

这两项研究均已发表在物理审查 D.可以找到它们这里这里.

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