兩項獨立研究均從數據中發現暗物質跡象

credit: 銳景創意

暗物質是科學家設想的一種物質，它構成已知宇宙的26.8%。科學家之所以提出此概念，是為了解釋宇宙中物質與引力之間的不平衡。幾十年來，科學家一直致力於探測暗物質的存在。

最近，兩項獨立研究都從國際空間站收集的數據中發現了暗物質的跡象，並同時發表了論文。一支團隊來自德國，一支團隊來自中國(及中國台灣)。他們分別計算了阿爾法磁譜儀(AMS)所探測到的反質子數量。

反質子是質子的反粒子，它構成小部分的宇宙射線。通常，反質子是在高能宇宙射線和星際氣體的碰撞中誕生。但根據研究人員的預測，它也可以通過暗物質的碰撞產生。

為檢驗此假說，這兩組研究人員分別計算了AMS實驗在兩種情況下(即存在暗物質、不存在暗物質)會探測到的反質子數量。德國團隊發現，若假設存在暗物質湮滅現象，數據與模型的匹配精確度將大大提升。具體而言，在其模型中，暗物質粒子的質量為80GeV/c2。中國團隊採用另一套設想，但得出了相同的結論——假設暗物質的存在會使AMS數據更加合理。根據他們的模型預測，暗物質粒子的質量為40至60GeV/c2。

總而言之，兩支團隊分別證明了：相較於假設暗物質不存在，假設暗物質存在能使數據更好地匹配模型。

之前，科學家也曾在AMS數據中發現過暗物質的跡象——宇宙中流動著過多的正電子。一些物理學家認為，此現象可被當作暗物質的證據；但另一些物理學家則認為，此現象可以通過其它天文現象進行解釋，例如脈衝星。2016年，研究人員在銀河系中心發現了大量高能輻射。有些物理學家將此和暗物質聯繫在一起——這或許只是巧合，但卻相當鼓舞人心。

這兩項獨立研究的成果使暗物質研究領域頗具前景。不過，我們離證實暗物質存在還有很長的一段路要走。

本文譯自 sciencealert，由譯者 蛋花 基於創作共用協議(BY-NC)發布。Fiona Macdonald

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