宇宙中星系間的氣體比它應(yīng)該的溫度要高一點(diǎn) “暗光子”可能是罪魁禍?zhǔn)?/h1>
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一個(gè)中心有大量暗物質(zhì)(紫色覆蓋層)的星系。(圖片來(lái)源:NASA Goddard)
(神秘的宇宙應(yīng)該地球uux.cn)據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)(Paul Sutter):觀測(cè)表明,我們宇宙中的中星深圳外圍(外圍美女)外圍聯(lián)系方式(電話微信181-8279-1445)高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)星系間氣體比它應(yīng)該的溫度要高一點(diǎn)。
最近,系間一組天體物理學(xué)家利用復(fù)雜的氣的溫度高點(diǎn)計(jì)算機(jī)模擬提出了一個(gè)徹底的解決方案:一種被稱(chēng)為“暗光子”的奇特形式的暗物質(zhì)可能正在加熱這個(gè)地方。
這些奇怪的體比粒子將是一種新的第五種自然力的載體,這是魁禍正常物質(zhì)所不經(jīng)歷的,但偶爾這些暗光子會(huì)翻轉(zhuǎn)它們的暗光子身份,成為常規(guī)光子,宇宙應(yīng)該提供熱源。中星深圳外圍(外圍美女)外圍聯(lián)系方式(電話微信181-8279-1445)高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)
感覺(jué)中立
我們可以通過(guò)使用被稱(chēng)為萊曼阿爾法森林的系間觀測(cè)星系間氣體來(lái)發(fā)現(xiàn)這樣的暗光子。當(dāng)我們觀察到來(lái)自遙遠(yuǎn)明亮物體的氣的溫度高點(diǎn)光時(shí),比如類(lèi)星體(由遙遠(yuǎn)星系中心的體比黑洞提供能量的發(fā)光物體),來(lái)自遙遠(yuǎn)物體的魁禍光在原本平滑的光譜中存在一系列空隙。
這就是暗光子為什么:光必須穿過(guò)數(shù)十億光年的氣體才能到達(dá)我們。偶爾,光會(huì)穿過(guò)相對(duì)密集的中性氫束——一種由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成的氫束,并滲透到整個(gè)宇宙的氣體云中。
大部分光將不受影響地通過(guò),但一種非常特定波長(zhǎng)的光將被吸收。該波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于將電子從氫原子內(nèi)部的第一能級(jí)撞擊到第二能級(jí)所需的能量差。
當(dāng)天文學(xué)家觀察來(lái)自該物體的光時(shí),除了特定能量躍遷波長(zhǎng)處的間隙(稱(chēng)為萊曼-阿爾法線)外,它在其他方面看起來(lái)并不起眼。
來(lái)自遙遠(yuǎn)物體的光將穿過(guò)多個(gè)云和中性氫束。宇宙的膨脹導(dǎo)致間隙紅移到不同的波長(zhǎng),新的間隙出現(xiàn)在不同的波長(zhǎng)上,這取決于到特定氣體云的距離。這樣做的最終結(jié)果是“森林”:光譜中的一系列線條和空隙。
這里很熱
這些萊曼-阿爾法間隙也可以用來(lái)測(cè)量每個(gè)氣體云的溫度。如果中性氫完全靜止,那么間隙將呈現(xiàn)為一條令人難以置信的細(xì)線。但是如果單個(gè)分子在運(yùn)動(dòng),那么由于這些分子的動(dòng)能,間隙會(huì)變大。氣體越熱,分子的動(dòng)能越多,間隙越寬。
在11月發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)雜志上的一篇論文中,一組天體物理學(xué)家指出,通過(guò)使用這種方法,散布在星系之間的氣體云似乎有點(diǎn)過(guò)熱。對(duì)這些氣體云演化的計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè),它們比我們觀察到的要冷一點(diǎn),所以也許有什么東西在加熱那些目前在我們的天體物理模擬中沒(méi)有考慮到的云。
研究作者聲稱(chēng),這種差異的一種可能解釋是宇宙中存在“暗光子”。這是一種非常假設(shè)的暗物質(zhì),一種神秘的、看不見(jiàn)的物質(zhì),約占宇宙總質(zhì)量的80%,但似乎不與光相互作用。
由于天文學(xué)家目前還不了解暗物質(zhì)的身份,因此該領(lǐng)域?qū)τ谒赡苁鞘裁从泻艽蟮目赡苄浴T谶@個(gè)模型中,暗物質(zhì)不是由不可見(jiàn)的粒子(例如電子的幻影版本)構(gòu)成的,而是由一種新的力載體(即,介導(dǎo)其他粒子之間相互作用的一種粒子。
溫暖而模糊的黑暗
我們熟悉的光子是電磁力的載體,它創(chuàng)造了電、磁和光。暗光子將成為一種新的自然力量的力量載體,這種力量在通常情況下不會(huì)以通常的尺度運(yùn)行(例如,在我們的實(shí)驗(yàn)室或太陽(yáng)系內(nèi),否則我們就已經(jīng)觀測(cè)到了)。
根據(jù)研究作者的說(shuō)法,暗光子的質(zhì)量仍然很小,因此它們?nèi)匀豢梢越忉尠滴镔|(zhì)。此外,由于它們是力載體,它們也可能相互作用,并與其他潛在的暗物質(zhì)粒子相互作用。在天體物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)研究的模型中,暗光子還有一個(gè)妙招:它們偶爾會(huì)變成常規(guī)光子。
從物理學(xué)的角度來(lái)說(shuō),暗光子可以與常規(guī)光子“混合”,很少交換身份。當(dāng)他們這樣做時(shí),新創(chuàng)建的光子繼續(xù)做常規(guī)光子總是做的事情:加熱物體。研究人員首次對(duì)宇宙的演化進(jìn)行了模擬,包括這些鬼鬼祟祟的變形暗光子的影響。他們發(fā)現(xiàn),暗光子質(zhì)量和轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則光子的概率的特定組合可以解釋加熱差異。
對(duì)于暗光子的存在,這一結(jié)果遠(yuǎn)非一蹴而就。一系列的可能性也可以解釋萊曼阿爾法結(jié)果,比如不準(zhǔn)確的觀測(cè)或?qū)π窍抵g(正常)天體物理加熱的理解。但這是一條有趣的線索,其結(jié)果可以作為繼續(xù)探索這一奇異想法可行性的跳板。