百年谜题有突破?日本团队捕捉暗物质信号,伽马射线图案引关注 瑞士天文学家弗里茨

史说畅谈 2025-11-28 12:42:32

百年谜题有突破?日本团队捕捉暗物质信号,伽马射线图案引关注 瑞士天文学家弗里茨·茨维基1930年代初和搭档沃尔特·巴德用威尔逊山天文台的望远镜盯上Coma星系团。计算下来,这些星系转得太快了,可见质量根本拉不住,得有额外引力源。他1933年发论文,用“dunkle Materie”这德语词描述这种看不见的玩意儿,估算Coma团里可见物质只占总质量1%。这就算暗物质的首次提出,虽然当时没引起多大水花。 快百年过去,暗物质探测成了全球热门。中国有“悟空”卫星和锦屏地下实验室的“熊猫X”实验,欧洲有地下探测器,美国有大型强子对撞机,全都瞄准弱相互作用大质量粒子WIMP理论。这理论说,暗物质粒子碰撞湮灭会喷伽马射线,尤其在银河中心这种密度高的地方。费米望远镜从2008年上天,就一直在那儿搜信号,可一直没铁证。东京大学天文学教授户谷友则,1971年生,早年读东京大学物理系,1998年博士论文聊宇宙射线起源。之后在国家天文台当助理教授,去普林斯顿访问学者,2010年后回东京大学任教授,领Subaru望远镜的FastSound项目,专攻星系形成和高能天体物理,还研究伽马射线暴和超新星延迟分布。 户谷的突破来自费米望远镜15年数据,焦点是银河中心100度范围。他排除银河平面干扰,那块儿辐射太杂,主要是超新星残骸和脉冲星。剩下的强度图显示,一个光晕状结构冒头,能量峰在20 GeV,空间分布球对称,向外扩散。这和WIMP湮灭模型对得上,粒子质量估算约质子500倍。湮灭过程先产底夸克对或W玻色子对,再衰变喷伽马射线,谱线曲线和观测数据贴合得紧。户谷11月25日把论文投到《宇宙学与天体粒子物理学杂志》,26日就刊出。辐射强度只占银河总亮度的百万分之一,不像常见来源,比如黑洞吸积或宇宙射线碰撞。他直说,这信号太反常了,像是中彩票。论文强调,这不光是异常,还吻合标准模型外的新粒子预期。要是坐实,等于首次“看见”暗物质,推动天文学和粒子物理大跃进。 不过,科学这行当,从来不靠一锤子买卖。户谷团队自己也承认,得排除背景噪声,像未识别脉冲星或常规天体过程。关键验证是去矮星系找相同谱线,那儿暗物质密度高,但信号弱。萨里大学贾斯汀·里德教授看数据,发现矮星系没类似痕迹,直指这对湮灭解释是硬伤。伦敦大学学院吴金华教授赞团队干劲,但说证据还没到“非凡主张需非凡证据”的门槛,更像个起点。约翰·霍普金斯大学戴维·卡普兰提醒,银河中心能量来源乱七八糟,高速中子星或黑洞都能冒充。斯坦福SLAC实验室埃里克·查尔斯重跑数据,确认光晕在,但建模复杂,得迭代好几天。 一周内,全球响应快。欧洲南方天文台调Paranal望远镜,瞄银河晕外围。中国“悟空”卫星拓轨道,地面站收新数据。户谷分享原始光子事件文件,开在线研讨会邀复核,预测矮星系观测若中,将加码结论。2025年11月底,多机构启动计划,轴子暗物质会议在青岛开,聊理论和探测。中国团队也发新结果,Quintom暗能量理论得DESI数据支持,状态方程穿越-1,在4.3σ置信度排除了宇宙常数。上海交大韩家信组解暗物质子晕消失谜题,说是物理过程不是数值毛病,用模拟和模型双证。 现在户谷靠大数据挖光晕,暗物质追逐还在继续。全球实验室并肩上,望远镜转银河深处的信号,等着确认或推翻。这不光是技术活儿,更是耐心游戏。要是真证了WIMP,宇宙结构和人类起源的拼图就齐一块儿了。反之,也能帮咱们扔掉错路子,往前走。

0 阅读:36
史说畅谈

史说畅谈

感谢大家的关注