Dark matter may be older than the Big Bang, study suggests Dark matter may be older than the Big Bang, study suggests

研究人员认为暗物质约占宇宙质量的80%，但它的起源和组成仍然是现代物理学中最难以捉摸的谜团之一。约翰霍普金斯大学的一项新研究表明，暗物质可能在宇宙大爆炸之前就已经存在。

这项发表在《物理评论快报》上的研究提出了暗物质是如何产生的新观点，以及在天文观测中如何识别暗物质。

“这项研究揭示了粒子物理学和天文学之间的一种新的联系，”JHU物理与天文学系博士后Tommi Tenkanen说，他也是这项研究的作者。“如果暗物质由大爆炸前诞生的新粒子组成，它们将以一种独特的方式影响星系在天空中的分布。这种联系也可能被用来揭示他们的身份，并对大爆炸之前的时代做出结论。”

虽然人们对暗物质的起源知之甚少，但天文学家已经证明，暗物质在星系和星系团的形成过程中发挥着至关重要的作用。虽然不能直接观测到，但科学家们知道暗物质的存在是因为它对可见物质在空间中运动和分布的引力作用。

长期以来，研究人员认为暗物质一定是大爆炸的副产品。科学家们长期以来一直在寻找这种暗物质，但到目前为止，所有的实验研究都没有成功。

“如果暗物质真的是大爆炸的残余，那么在很多情况下，研究人员应该已经在不同的粒子物理实验中看到了暗物质的直接信号，”Tenkanen说。

利用一个新的、简单的数学框架，这项研究表明暗物质可能在大爆炸之前就已经产生了，当时宇宙膨胀非常迅速。这种快速膨胀被认为会导致被称为鳞片的某些类型粒子的大量产生。到目前为止，只有一个标量粒子被发现，那就是著名的希格斯玻色子。

“我们不知道暗物质是什么，但如果它与任何标量粒子有关，它可能比大爆炸还要古老，”Tenkanen解释说。“在我们提出的数学假设中，我们不必假设除了重力之外，可见物质和暗物质之间存在新的相互作用，我们已经知道重力存在。”

虽然暗物质在大爆炸之前就已经存在的观点并不新鲜，但其他理论学家一直未能提出支持这一观点的计算方法。他说，这项新研究表明，研究人员总是忽略了暗物质起源的最简单的数学假设。

该研究还提出了一种通过观察暗物质在宇宙中分布的特征来测试暗物质起源的方法。

Tenkanen说:“虽然这种暗物质很难在粒子实验中被发现，但它可以在天文观测中被发现。”“当欧几里得卫星在2022年发射时，我们将很快了解更多关于暗物质的起源。这将是非常令人兴奋的，看看它将揭示关于暗物质的什么，如果它的发现可以用来达到大爆炸之前的峰值。”

新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://hub.jhu.edu/2019/08/08/dark-matter-existed-before-big-bang/