據(jù)國外媒體報道，半個世紀(jì)前，科學(xué)家薇拉?魯賓和肯特?福特證實(shí)了一種不可見物質(zhì) —— 現(xiàn)被稱為暗物質(zhì)，他們認(rèn)為暗物質(zhì)是促使星系旋轉(zhuǎn)的“動力”，現(xiàn)今科學(xué)家們提出了大量暗物質(zhì)存在的證據(jù)，但似乎我們對這種神秘物質(zhì)的了解還是不夠的，例如：暗物質(zhì)是冷的、溫的還是熱的？
盡管暗物質(zhì)僅通過引力與普遍物質(zhì)相互作用，但暗物質(zhì)的數(shù)量非常多，占宇宙中所有物質(zhì)的 85%，它對塑造我們看到的所有物質(zhì)具有關(guān)鍵的“幕后作用”，從銀河系至連接遙遠(yuǎn)星系的纖細(xì)氣體暗絲。
科學(xué)家關(guān)于暗物質(zhì)的形式有很多觀點(diǎn)，從被稱為 MACHOs 的行星大小天體到像“大質(zhì)量弱相互作用粒子（WIMPs）”的單個粒子，甚至部分科學(xué)家認(rèn)為暗物質(zhì)更小，像軸子和惰性中微子。
上世紀(jì) 80 年代，科學(xué)家提出了一種方法用于解釋暗物質(zhì)概念，他們將暗物質(zhì)粒子分為冷、溫或熱三種類型，這些分類是基于每一種暗物質(zhì)在早期宇宙中的運(yùn)行速度，該速度取決它的質(zhì)量，以及它誕生時周圍環(huán)境的溫度。
光，這種運(yùn)行速度較快的粒子被稱為熱暗物質(zhì)；質(zhì)量較大、運(yùn)行速度較慢的粒子被稱為冷暗物質(zhì)；而溫暗物質(zhì)則介于兩者之間。
以該方式觀察宇宙事物，大質(zhì)量弱相互作用粒子是冷暗物質(zhì)，惰性中微子是熱暗物質(zhì)，來自宇宙早期的殘留中微子是熱暗物質(zhì)，相比之下，軸子是一個特例，既輕又極冷。
如果一個暗物質(zhì)粒子較輕、速度較快，那么它在給定時間內(nèi)會運(yùn)行得更遠(yuǎn)，它將使沿途已經(jīng)存在的任何結(jié)構(gòu)變得平滑。另一方面，較慢、較冷的暗物質(zhì)形式可能有助于構(gòu)建結(jié)構(gòu)，依據(jù)迄今我們所知和所見的宇宙現(xiàn)象，暗物質(zhì)應(yīng)該是某種混合物形態(tài)的一部分。
暗物質(zhì)構(gòu)建星系
盡管有許多關(guān)于每種暗物質(zhì)候選物質(zhì)類型何時和如何形成的理論，但科學(xué)家唯一確定的是，暗物質(zhì)在大爆炸后大約 75000 年就已存在，從那時起，宇宙物質(zhì)開始主導(dǎo)輻射，微小的結(jié)構(gòu)種子開始形成。
大多數(shù)類型的暗物質(zhì)粒子都是在新生宇宙熾熱密集的原始湯中，由其他粒子之間的碰撞產(chǎn)生的，這與在大型強(qiáng)子對撞機(jī)等裝置進(jìn)行高能粒子碰撞產(chǎn)生的奇異新型粒子方式大致相同。伴隨著宇宙不斷膨脹和冷卻，暗物質(zhì)粒子最終會變成熱、冷或者溫類型暗物質(zhì)，它肯定不止一種形態(tài)類型。
科學(xué)家描述稱，雖然暗物質(zhì)這一術(shù)語具有一些誤導(dǎo)性，但暗物質(zhì)能在宇宙中自由“流動”，它們不像漂浮在河流上的樹葉，以協(xié)調(diào)一致的方式朝向同一個方向，它們不是在一個宇宙區(qū)域，之后又抵達(dá)另一處宇宙區(qū)域，它們是無處不在，向四面八方散播。
當(dāng)暗物質(zhì)在宇宙中流動的時候，每種類型的暗物質(zhì)都會對天體結(jié)構(gòu)的形成產(chǎn)生獨(dú)特影響，要么增加該天體集中度，從而促進(jìn)星系的形成，要么阻礙它們的增長。像 WIMPs 這樣的冷暗物質(zhì)，可能會形成塊狀天體結(jié)構(gòu)，它移動非常緩慢，能夠聚集在一起并形成引力井，從而捕獲附近的宇宙物質(zhì)。
冷、熱、溫暗物質(zhì)
相反，熱暗物質(zhì)會是一種較平滑的團(tuán)塊物質(zhì)，其運(yùn)行速度較快，以至于它們能忽略引力井，這就是為什么科學(xué)家現(xiàn)在相信熱暗物質(zhì)的存在，例如：宇宙早期遺留下來的中微子。盡管中微子并不能代表暗物質(zhì)，但這些中微子是迄今已知暗物質(zhì)唯一的組成部分，它們對宇宙的進(jìn)化具有重要影響。
你可能會認(rèn)為，溫暗物質(zhì)是最佳暗物質(zhì)類型，使宇宙充滿了適宜孕育天體的充足條件，科學(xué)家認(rèn)為惰性中微子是溫暗物質(zhì)的代表成分，而且從理論上講，惰性中微子確實(shí)可以構(gòu)成暗物質(zhì)的主要成分。
但是大多數(shù)參數(shù)空間（可能存在的條件集），均已被排除，盡管當(dāng)前中微子振蕩仍可能發(fā)生，但通常中微子在太空中通過標(biāo)準(zhǔn)振蕩變成惰性中微子的概率被認(rèn)為非常小，估計在 10 萬分之一至 100 萬億分之一之間。
接下來需要考慮的是軸子，不同于其他暗物質(zhì)候選目標(biāo)，軸子都非常輕，輕至可以更好地將其描述為波，其相關(guān)的作用場可以擴(kuò)散數(shù)千米，而且溫度極低，事實(shí)上軸子與其他形式的物質(zhì)耦合形式非常脆弱，以至于宇宙早期原始湯中粒子瘋狂碰撞幾乎不會產(chǎn)生任何物質(zhì)。它們形成暗物質(zhì)的方式與其他暗物質(zhì)候選目標(biāo)不同，盡管宇宙早期處于高溫狀態(tài)，但軸子誕生時非常冷，并永遠(yuǎn)保持低溫狀態(tài)，這意味著它們是絕對冷的暗物質(zhì)。
盡管軸子很輕，因?yàn)樗鼈兇嬖谟诮咏^對零度的溫度條件，在該溫度下所有粒子的運(yùn)動都停止了，所以它們本質(zhì)上是不運(yùn)動的，它們是一種幽靈般的液體，任何物質(zhì)都能穿過它。
尋找“各種各樣”的暗物質(zhì)
一些科學(xué)家認(rèn)為，要解釋我們在宇宙中看到的所有事物，需要不止一種類型的暗物質(zhì)。在過去幾年里，隨著檢測大質(zhì)量弱相互作用粒子和通過大型強(qiáng)子對撞機(jī)碰撞產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子的實(shí)驗(yàn)均已失敗告終，科學(xué)家進(jìn)行越來越多的暗物質(zhì)研究工作，致力于揭曉神秘的暗物質(zhì)真實(shí)面紗。科技進(jìn)步和精湛技術(shù)使科學(xué)家采取更多的搜索方案，這些方案可以迫使較輕、甚至更怪異的暗物質(zhì)粒子從隱藏的區(qū)域釋放出來。
其中一些努力利用了暗物質(zhì)在創(chuàng)造過程中起到的作用。研究人員通過費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡尋找大質(zhì)量弱相互作用粒子與其反粒子之間的碰撞跡象。
智利維拉-盧賓天文臺使用全球最大的數(shù)碼相機(jī)，對南部天空進(jìn)行大規(guī)?？睖y，勘測將完成的任務(wù)是通過觀察暗物質(zhì)如何彎曲人類所能看到星系的光線，從而更好地掌握宇宙中暗物質(zhì)的分布狀況。
它將以一種完全不同的方式告訴我們暗物質(zhì)的本質(zhì)，它分布越像塊狀一樣集中，就越符合“暗物質(zhì)是冷的”的理論觀點(diǎn)。預(yù)計該相機(jī)將在 10 年內(nèi)拍攝大約 200 億個星系的圖像，科學(xué)家希望從這些圖像中推斷出塑造它們的暗物質(zhì)的基本性質(zhì)。
我們不僅僅想知道暗物質(zhì)是否存在，我們還希望了解宇宙學(xué)，真實(shí)知曉暗物質(zhì)是什么？
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