關於暗物質，或者說佔宇宙約 85% 的“缺失”質量，我們還有很多不了解的地方。物理學家有充分的理由相信它的存在。新的研究證實了至少一個關於暗物質的長期預感：它受到重力的影響，並且可以通過重力效應來檢測。
一個 自然通訊 11 月 3 日發表的論文對星係紅移（即星系遠離我們時的波長變化）進行了全面的數學分析。這些數據集是暗能量調查前三年測量值的組合，加上 22 數據點 來自各種光譜調查。研究人員評估了宇宙學數據與引力和歐拉方程的擬合程度，歐拉方程是天體物理學家用來計算廣義相對論影響的一組工具。
他們發現了強有力的證據支持這一觀點，即暗物質與宇宙中的其他一切一樣，按照重力規則運行。與此同時，他們發現了神秘的第五種力量存在的可能性很小，如果它是真實的，可能會從根本上改變對暗物質的探索。
時空凹陷
在這項研究中，研究人員轉向 重力井– 由大質量天體的引力引起的時空結構的大“傾角”。他們追踪了引力波的存在如何引起星系速度的變化（以紅移數據表示）。
“如果暗物質不受第五種力的影響，主要由暗物質組成的星係將像普通物質一樣落入這些井中，僅受重力控制，”該研究的合著者、瑞士日內瓦大學的物理學家卡米爾·邦文(Camille Bonvin)在研究中解釋道。 他釋放。
然而，根據該論文，如果暗物質不受引力影響，星係將以不同的方式與引力波相互作用。該團隊的計算表明，星系的運動確實受廣義相對論和歐拉方程的控制，這意味著這很可能也適用於暗物質。
第五勢力
該研究的另一部分是考慮未知的“第五”力量與暗物質玩耍的可能性。到目前為止，物理學家已經證實存在四種基本的自然力——重力、電磁力以及強核力和弱核力——它們控制著所有物質的行為。但暗物質會有所不同嗎？它可以在其他規則下工作嗎？
簡而言之，研究人員的結論是一個微弱的“也許”。該研究的主要作者、英國朴茨茅斯大學的天體物理學家納斯塔西婭·格林在一份新聞稿中承認，這些結論“尚未排除存在未知力量的可能性”。她補充說，如果存在這種力，其強度不能超過萬有引力的7%，否則它就已經出現在觀測中了。
然而，論文稱，由於第五種力存在的可能性很小，它“不僅會打破歐拉方程，還會對密度漲落和引力勢的演化產生影響”。從本質上講，第五種力量需要對天體物理學家研究星系的方式進行徹底的重新評估。
研究人員還不能確定這將是一場噩夢還是一段美妙旅程的開始。然而，研究人員預計他們很快將有機會利用維拉·C·魯賓天文台和暗能量調查的下一輪數據進一步研究這一問題。
