科學家發現,暗物質是宇宙中最神秘的“物質”,在廣闊的宇宙尺度上服從重力。這有助於消除第五種基本自然力的可能性。但即便如此,情況也並非如此。這肯定會限制那可能的力量的強度。
人們很早就知道“日常物質”是由原子組成的。它又由質子、中子和電子組成。我們還知道這些粒子與已知的粒子相對應。 自然的基本力量:電磁力、引力、強核力、弱核力。然而,不太清楚的是 暗物質 這四種力量是相同的。事實上,暗物質如此令人困惑的原因之一是它似乎不適用於光或電磁輻射。如果是那樣的話它將比正常物質弱得多。這有效地使暗物質變得不可見。這意味著科學家可以斷定其存在的唯一方法是觀察其引力效應。然後看看暗物質如何充當介質並影響光和普通物質。
為了解開這個謎團,並發現暗物質是否可以被一種仍然未知的第五基本力控制。因此,日內瓦大學(UNIGE)的研究人員著手確定暗物質是否像正常物質一樣大規模落入宇宙重力井。當極其巨大的物體塑造時空結構時,就會產生這些引力井。統一成一個四維實體,稱為“時空,“扭曲(按照廣義相對論的定義)。物體的質量越大,時空的扭曲就會越嚴重。由此產生的引力會“更深”,引力的影響也會更強。
“為了回答這個問題,我們將整個宇宙中星系的速度與其重力井的深度進行了比較,”團隊成員兼 UNIGE 研究員卡米爾·邦文 (Camille Bonvin) 在一份聲明中說。如果暗物質不受第五力的影響,主要由暗物質組成的星係將像正常物質一樣落入這些洞中,僅受重力控制。
另一方面,如果第五力作用於暗物質,就會影響星系的運動,星系會落入不同的洞中。通過將洞的深度與星系的速度進行比較,我們能夠測試這種力的存在。 ”
通過這種方法並利用現代宇宙學數據,研究小組得出結論,暗物質像正常物質一樣進入引力井。雖然這一發現並不表明存在第五種基本自然力,但它肯定不能被否認。
不過,現階段這些結論並不排除存在未知力量。但如果存在這樣的第五種力,它也不會超過重力的7%。否則它就會出現在我們的分析中。 ”英國朴茨茅斯大學宇宙學與引力研究所的團隊負責人兼研究員 Nastassia Grimm 說道。
然而,這些結果並沒有結束關於控制暗物質的第五種自然力量的書。但它確實有助於更好地描述這種難以捉摸的物質形式。而如果有第五種自然力量的話,它恐怕也無法永遠隱藏起來。
圖盧茲大學團隊成員兼研究員艾薩克·圖圖索斯 (Isaac Tutusaus) 表示:“來自 LSST(維拉·C·魯賓天文台和 DESI(暗能量光譜儀)運行的時空遺產調查)等全新實驗的數據將對弱至 2% 重力的力敏感。” “因此,它們應該幫助我們更多地了解暗物質的行為。”
該團隊的研究成果於週一(11 月 3 日)發表在期刊上 自然交流










