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最新研究对“发现暗物质存在信号”提出质疑


  据国外媒体报道,前不久美国宇航局费米伽马射线望远镜观测小组声称发现了“暗物质”存在的证据,这燃起了科学家最终揭开暗物质之谜的希望(宇宙80%的质量是由暗物质构成)。然而,在银河系中心发现了暗物质湮灭信号的证据并不像期望的那样坚实。

  大多数物理学家认为,暗物质是由“大量弱相互作用的粒子”(WIMPs)构成,这些粒子仅与正常形态的物质(如恒星、行星和星云等)发生引力相互作用。当两个暗物质粒子发生碰撞的时候,它们就会发生湮灭而转变成其它种类的粒子,包括高能伽马射线。

  费米伽马射线望远镜就是通过观测这些伽马射线来寻找WIMPs存在证据的。如果费米望远镜在特定的能量区域观测到比预期更多的伽马射线,那么就被认为发现了WIMPs存在的信号。

  来自俄亥俄州立大学费米小组的成员安德里亚·阿尔伯特(Andrea Albert)曾经说:“这种区分度很高的信号特征不会来自其它的已知物理过程。”在今年4月份的时候,德国普朗克物理研究所的科学家克里斯多夫·韦尼格(Christoph Weniger)所做的一次报告指出,他们在130Gev能量附近发现了一个伽马射线峰值信号。这个信号来自银河系中心,但没有找到明显对应的天体物理来源。这就是为什么当这一消息传出的时候,科学界变得熙熙攘攘的原因。

  韦尼格不是费米小组的成员,他分析了费米望远镜3.5年的公开观测数据。于此同时,其它的物理学家也同意这种信号足够强烈,而不是一种随机涨落。要么是费米望远镜观测到奇怪的行为,要么是真的观测到处于能量130Gev附近的暗物质粒子。如果真的发现了暗物质粒子,那么将会令“上帝粒子”相形见绌。

  费米小组对待这个发现非常镇定。他们除了继续深入分析4年来收集到的数据外,还在反复核对任何可能来自非暗物质的信号。

  经过深入分析之后,阿尔伯特表示,暗物质在银河系中心应该较稀少,在地球周围的空间也可以忽略。实际上,当宇宙射线撞击地球大气层的时候就会产生围绕地球的“伽马射线圆环”。如果费米伽马射线望远镜指向这个圆环的话,那么就会观测到130Gev的伽马射线信号,而这根本不是暗物质的信号。

  11月2日,阿尔伯特在第四届国际费米研讨会上透露,费米小组重新对来自银河系中心的数据进行了核查,以便排除望远镜上的设备故障导致的假象的可能。重新观测的结果显示:伽马射线的能量从130Gev转移至了135Gev。另外,这个信号在统计学上或已失去了意义。

  暗物质的信号特征已经变得非常小,虽然还没有完全消失,但是我们已经看不到它的明显之处。从这一点上,我们对“发现暗物质信号”这个结论表示怀疑。

  另一方面,韦尼格表示,虽然暗物质信号也出现在了围绕地球的“伽马射线圆环”中,但是这仅仅能够解释来自银河系中心一半的辐射量,还没有更好的观点能解释另一半辐射量的来源。来自银河系中心和围绕地球的“伽马射线圆环”的辐射之间并没有显著的关联。

  或许,费米小组的数据处理方法存在问题。但现在韦尼格仍然认为该暗物质信号有存在的空间。

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