顛覆人類的暗物質又有新進展？找到暗物質有新方法了？

衆所周知，暗物質是科學界最大的未解之謎之一，關於暗物質的爭論在過去、現在，甚至未來仍然在持續着，美國著名天文學家維拉·魯賓在20世紀70年代發現了這一現象，表明星系的旋轉速度遠快於其可見物質所能解釋的速度，她由此發表一篇具有里程碑意義的論文，有力地支持了暗物質理論，這是暗物質理論出現的伊始。

現在研究人員認爲暗物質佔宇宙質量的85%，並在很大程度上決定了星系的形狀。但多年過去了，沒有任何關於暗物質的重大新發現，搜尋工作仍在繼續。不過關於暗物質的研究並不是絲毫沒有進展，2020年關於暗物質的研究仍在突破。

一種尋找暗物質的新方法

我們知道暗物質無處不在，因爲我們生活在銀河系的暗物質光暈中，但我們無法直接探測到它。如果除了引力之外它還以其他方式影響着我們，那很可能是由於暗物質粒子和規則粒子之間的罕見的相互作用。2020年，天體物理學家保羅·薩特(Paul Sutter)認爲，銀河系中心附近的系外行星，因爲那裡的光暈更厚，應該會經歷更多的這種相互作用。

這些相互作用有望將少量的能量從暗物質轉移到普通物質，如果這真的發生了，隨着時間的推移，它會使系外行星變暖，以一種非常精確的望遠鏡可以探測到的方式。預定於明年10月發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡或許能夠探測到這種額外的溫度。如果真的如此，這將爲科學家們提供解開黑暗宇宙之謎的新線索。

暗物質之謎分崩離析

近年來，有人聲稱星系中的暗物質太多，無法用現有的理論來解釋，或者太少。這兩種方法都需要對暗物質和星系如何形成進行調整的認識。但到了2020年，這方面的兩項主要主張都落空了。

蜻蜓44 (DF44)，在2016年被檢測到，似乎有一個巨大的暗物質暈和很少的恆星，存在着質量98%的暗物質。原因如下:DF44似乎在它暗淡的主體外面有一大把球狀星團(密度很高的球狀星團)，它們似乎移動得非常快，彷彿受到某種非常重的東西的引力牽引。它們的數量太多了，而且移動得太快，不足以用銀河系微不足道的中心恆星質量來解釋。但2019年的後續測量發現，球狀星團的移動速度沒有第一次測量的那麼快。到2020年，研究人員重新計算了這些星羣，發現它們的數量明顯少於最初的觀測者，而DF44畢竟是一個普通的矮星系。

另一個星系DF4則提出了相反的問題:它的恆星數量龐大，但暗物質似乎太少了。但在2020年，研究人員找到了一種解釋:DF4的早期觀察者沒有注意到鄰近的星系在拉拽它，把暗物質從它的光暈中剝離出來。這個正常的過程，即暗物質先於大多數恆星從一個星系中被拉出，解釋了首次報道的不尋常行爲。DF4和DF44都是具有典型暗物質數量的規則星系，畢竟，沒有理論需要改變。

一種新的暗物質信號可能已經出現

天空中燃燒着爆炸性的、看不見的伽馬射線。根據一項新的研究，其中一些射線可能是暗物質的產物。暗物質可能不會永遠存在，許多理論認爲它會慢慢衰變，並在這個過程中釋放出伽馬射線。研究人員一直在尋找這些伽馬射線，但在2020年，他們得到了迄今爲止最好的線索之一。

它來自天空的各個角落:“未解決的伽馬射線背景”。這是所有在望遠鏡中出現的微弱伽馬射線，通常作爲伽馬射線天文學正常工作的一部分被過濾掉。類似的背景存在於其他頻率，如無線電波和x射線。但在2020年，研究人員將伽馬背景圖與天空質量密度圖進行了比較。他們發現，有大量恆星和星系的區域，也就是有大量暗物質的區域，也有更強烈的伽馬射線背景。這是否意味着這些額外的，無法解釋的伽馬射線肯定來自暗物質?不，但這是一條重要的線索。

d星是暗物質的競爭者？

低溫暗物質搜索是追蹤暗物質粒子最敏感的努力之一。但一項新的研究表明，最好的暗物質探測器可能是地球本身。大多數試圖解釋暗物質的理論都假設暗物質是一種新的物質，一種科學家以前從未探測到的粒子。但在2020年，研究人員提出，它實際上可能是由2014年首次探測到的d*六夸克或“d星”構成的。

d星由6個夸克組成，壽命很短，而暗物質已經存在了幾千年。但研究人員在2020年提出，d星可能以延長壽命的方式聚集在一起。中子本身是短命的，當它們聚集在原子核中時，也會做類似的事情，它們可以存活數十億年。如果早期宇宙的條件以正確的方式聚集在一起，這可能可以解釋暗物質，至少一個研究小組是這樣認爲的。

一個重要的暗物質信號可能並不存在

一種暗物質理論認爲，它是由“惰性中微子”構成的，這是一種尚未被發現的具有大量質量的中微子，它與其他物質的相互作用更加微弱。2020年，支持這一理論的一條重要線索遇到了一個大問題。

幾十年來，研究人員一直認爲，如果惰性中微子存在，它們的衰變將在x射線光譜上產生微弱的輝光，其能量級別爲3.5千電子伏(keV是產生光的粒子的能量級別的一種測量方法)。2014年，將73個星系團的x射線發射加在一起，研究人員確實檢測到了3.5 KeV的x射線微弱峰值。但在2020年，研究人員開始在銀河系中尋找所謂的“3.5 KeV線”，那裡應該是最亮的。但他們什麼也沒發現，這對該理論造成了重大打擊。不過，其他研究人員對所使用的方法提出了反對意見，所以目前銀河系中存在3.5 KeV線可能還有待討論。

第一次軸子探測?

另一種暗物質理論認爲，暗物質是由被稱爲軸子的超輕粒子構成的。研究人員已經在地下深處建造了一個3.5噸(3.2噸)的液態氙罐來證明這一點。氙氣1t探測器在黑暗的水槽中尋找微光，尋找與看不見的粒子相互作用的證據。2020年，XENON1T的研究人員收集了多年的數據，宣佈首次探測到來自太陽的軸子流。但這些軸子似乎與一些人認爲構成暗物質的軸子類型不同，一些研究人員仍然懷疑XENON1T是否真的發現了軸子。