暗物質可能由什麼組成?
廣義上的暗物質包括重子暗物質和非重子暗物質[1]。
重子暗物質是現在靠電磁波觀測不到的重子物質,例如褐矮星、非常稀薄的星際分子雲、附近缺乏光源的星際行星、遙遠的暈族大質量緻密天體(中小型黑洞、中子星、較暗的白矮星)。你的身體也主要是重子物質。
觀測不到一部分重子物質是因為對我們手裡的望遠鏡來說目標在其距離上看起來光度太低,而它實際上未必暗到哪去。要知道,以我們現在貧弱的觀測能力,100光年內可能還有尚未發現的若干顆紅矮星及圍繞它們運轉的大量行星。
非重子暗物質是不參與電磁相互作用的東西,狹義上的暗物質就是指這些,可根據運動速度分為熱暗物質、溫暗物質、冷暗物質。
熱暗物質粒子的運動速度接近真空光速,例如中微子,現在已經知道中微子不參與電磁相互作用和強相互作用;
溫暗物質粒子的運動速度足以產生相對論效應,但距離真空光速尚遠,例如惰性中微子[2],在標準模型里它只參與引力相互作用;
冷暗物質粒子的運動速度遠低於真空光速,目前認為可能由大質量弱相互作用粒子(例如最輕的超中性子[3])組成,也有軸子等假說(一些學者對軸子的存在很沒有信心)。
當然,足夠多的重子暗物質可以直接覆蓋冷暗物質的功能。
參考
- ^http://pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-dark-matter.pdf
- ^https://science.sciencemag.org/content/317/5844/1527.abstract
- ^超對稱假設的一種馬約拉納費米子 https://arxiv.org/abs/hep-ph/9709356v5
中微子
暗物質本來就是一種假設,因為現有普通物質所產生的引力無法解釋很多問題,比如銀河系現有物質產生的引力無法平衡銀河系的旋轉速度。
根據最新的觀測結果推算,普通物質大約只佔宇宙總質量和總能量的4%,暗物質佔23%,其餘73%為暗能量(即假設的,能夠維持目前宇宙加速膨脹的能量)。
引力尚未能統一到標準模型裡面,且區別於其他三種基本力(電磁力、強力和弱力),引力只表現為吸引,我們知道暗物質只表現為引力效應,而不與普通物質發生其他作用,因此即使暗物質充斥在你身邊,也很難檢測。對引力的研究可能是探索暗物質的突破口,目前有一種主流假設是,暗物質是存在於更高維度的普通物質,而引力是從高維空間泄漏的一種力。
明和暗是兩性時間原理,都是自然時間規律和人為時間標準。一對同在時間統一標準的思路和電路兩性時間原理,是一對輸入和輸出同在的電路系統時間統一原理模型。我們觀測到的是單一表面方向時間速度,黑夜看不到遠離我們的太陽光速背面,就是代表太陽光線是暗物質了。其實自身1年的生日時間年齡,是增加和減少同時存在的自然時間規律,暗物質可能應該也是自然時間統一原理模型。