握草!科學(xué)家們苦苦尋找的暗物質(zhì),可能根本不是什么新粒子,而是來(lái)自另一個(gè)“影子宇宙”的黑洞,甚至可能就是宇宙自己“生”出來(lái)的?
仰望星空,你是否曾感到一絲寒意?我們所能看到的一切——恒星、星系、塵埃,乃至我們自己——僅占宇宙總質(zhì)量的20%。而那其余80%,看不見(jiàn)的“幽靈”是什么?科學(xué)家稱之為“暗物質(zhì)”,它像一張無(wú)形的巨網(wǎng),將我們的星系捆綁在一起,防止其在高速旋轉(zhuǎn)中分崩離析。
幾十年來(lái),全球最頂尖的物理學(xué)家們掘地三尺,試圖捕捉到暗物質(zhì)粒子,結(jié)果卻一無(wú)所獲。這不禁讓人懷疑:我們是不是從一開(kāi)始就找錯(cuò)了方向?
就在上個(gè)月,加州大學(xué)圣克魯茲分校的理論物理學(xué)家斯特凡諾·普羅富莫教授,接連(5月9日,7月8日)在權(quán)威期刊《物理評(píng)論D》上發(fā)表了兩篇顛覆性的論文,提出了兩個(gè)令人瞠目結(jié)舌的假說(shuō)。他認(rèn)為,暗物質(zhì)或許根本無(wú)需尋找,因?yàn)樗鼜挠钪嬲Q生之初就已“自然天成”。
或許,我們腳下的現(xiàn)實(shí),只是宇宙真相的一半。
◆ 01 暗影宇宙的創(chuàng)世紀(jì),你的世界有一個(gè)黑暗雙胞胎
第一個(gè)理論說(shuō),我們的宇宙之外,可能存在一個(gè)平行的“鏡像世界”。這個(gè)世界也有著自己的粒子和力,就像是我們宇宙的“影子復(fù)刻版”。它遵循著與我們相似的物理法則,卻又與我們完全隔絕,唯一的聯(lián)系,是那無(wú)處不在的引力。
這個(gè)想法聽(tīng)起來(lái)像是科幻,但普羅富莫教授的理論卻根植于已知的物理學(xué)——量子色動(dòng)力學(xué)(QCD)。簡(jiǎn)單說(shuō),QCD描述了我們世界里夸克如何被強(qiáng)核力捆綁成質(zhì)子和中子。
普羅富莫大膽推測(cè),在那個(gè)“暗影宇宙”中,也存在著一套“暗QCD”理論。那里有“暗夸克”和“暗膠子”,它們也會(huì)結(jié)合成一種名為“暗重子”的神秘復(fù)合粒子。
接下來(lái),就是見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻。
在宇宙大爆炸后的混沌初期,這個(gè)“暗影宇宙”中的“暗重子”們?cè)跇O端高溫高壓下,瘋狂地?cái)D壓、坍縮,最終形成了一大批極其微小、卻又極其穩(wěn)定的“類黑洞天體” 。這些“暗重子黑洞”(DBBHs)的質(zhì)量可能只有幾毫克,比普朗克質(zhì)量略重一些,卻數(shù)量極為龐大。
它們,就是暗物質(zhì)!
這個(gè)理論的震撼之處在于,它完美解釋了為什么我們找不到暗物質(zhì)——因?yàn)樗鼈兏静辉谖覀兊摹邦l道”上。它們是另一個(gè)世界的遺骸,只通過(guò)引力這張“網(wǎng)”與我們互動(dòng),塑造著我們宇宙的宏偉結(jié)構(gòu),卻對(duì)我們所有的探測(cè)器“隱身”。
所以我們不是在尋找一個(gè)粒子,我們是在窺探一個(gè)失落的世界。
◆ 02 宇宙的自我救贖,在宇宙的盡頭“生”出自己
如果說(shuō)“鏡像世界”理論已經(jīng)讓你大開(kāi)眼界,那么普羅富莫的第二個(gè)理論,則更加挑戰(zhàn)你的想象極限。他將目光投向了宇宙的“邊緣”——宇宙視界(cosmic horizon)。
你可以把宇宙視界想象成一個(gè)不斷遠(yuǎn)離我們的“時(shí)空邊界”,任何越過(guò)它的東西都將永遠(yuǎn)消失在我們的視野中,就像黑洞的“事件視界”一樣。
我們知道,黑洞會(huì)因量子效應(yīng)發(fā)出“霍金輻射”,仿佛在“蒸發(fā)”粒子。普羅富莫教授問(wèn)了一個(gè)驚人的問(wèn)題:如果宇宙自己也會(huì)“輻射”呢?
他推算,在宇宙大爆炸后的“暴脹”期結(jié)束后,宇宙曾經(jīng)歷過(guò)一個(gè)短暫但劇烈的“后暴脹加速膨脹期” 。在這個(gè)階段,宇宙視界就像一個(gè)巨大的、熾熱的“宇宙熔爐”,由于劇烈的時(shí)空擾動(dòng),它竟然通過(guò)純粹的引力作用,憑空“輻射”出了大量的穩(wěn)定粒子!
這些被“生”出來(lái)的粒子,就是暗物質(zhì)。
這個(gè)理論最“秀”的地方在于,它甚至不需要任何關(guān)于暗物質(zhì)如何相互作用的假設(shè)。只要它們是穩(wěn)定的,宇宙的膨脹本身就能“孕育”出它們。暗物質(zhì)的質(zhì)量可以是幾千電子伏特(keV),也可以重如泰山,接近普朗克尺度,完全取決于那段早期宇宙膨脹的“脾氣”如何。
所以宇宙的盡頭,或許不是終結(jié),而是萬(wàn)物起源的搖籃。
◆ 03 告別傳統(tǒng),擁抱瘋狂
這兩項(xiàng)看似“瘋狂”的理論,卻為陷入僵局的暗物質(zhì)研究帶來(lái)了曙光。它們都是“自洽且可計(jì)算的”,不需要依賴那些在大型對(duì)撞機(jī)里遲遲找不到蹤影的“新粒子”模型。
正如普羅富莫教授所說(shuō),這些理論雖然極具推測(cè)性,但它們提供了一條全新的、植根于已知物理學(xué)的探索路徑。
從今往后,當(dāng)我們?cè)俅窝鐾强?,心中或許會(huì)多一份敬畏。那深邃的黑暗中,隱藏的可能是一個(gè)與我們平行的“鏡像世界”,或是一段宇宙早期“自我創(chuàng)生”的恢弘史詩(shī)。而我們,不過(guò)是這宏大劇本中,剛剛開(kāi)始讀懂第一行文字的觀眾。
當(dāng)然,這兩個(gè)理論也有可能就是胡亂猜測(cè),你信嗎?
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3. Pena, M. (2025, August 1). New theories on dark matter’s origins point to ‘mirror world’ and universe’s edge. UC Santa Cruz News.
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