美國全國廣播公司(NBC)近日報導稱,暗物質被視為宇宙中最神秘、最難以捉摸的物質之一,雖然看不見、摸不著,卻被認為構成銀河系大部分質量。近百年來,人類始終無法直接探測暗物質,只能通過其引力效應推斷其存在。然而,一項來自日本的新研究,或許讓科學界距離揭開這一謎團更近一步。
暗物質研究迎來「破局」線索?
東京大學天文學系教授戶谷友則(Tomonori Totani)在最新發表於《宇宙學與天體粒子物理學雜誌》的研究中指出,他可能發現了暗物質存在的「首次直接證據」——一種從銀河系中心向外延展、呈光環狀分布的伽馬射線輻射。
「我當然非常興奮。」戶谷在接受採訪時說,「雖然研究的目標就是暗物質探測,但我原本認為成功的機率大概和中彩票差不多。」
這項研究基於NASA費米伽馬射線空間望遠鏡(Fermi LAT)對銀河系核心區域的觀測數據。戶谷指出,他發現的伽馬射線亮度雖僅為整個銀河系亮度的百萬分之一,但形態呈球對稱、能譜獨特,與已知來自宇宙射線、恆星或黑洞的輻射都不匹配。
他認為,這可能是暗物質粒子——特別是理論上被稱為「弱相互作用大質量粒子」(WIMPs)——相互湮滅後釋放的伽馬射線信號。
不同尋常的信號,不同尋常的爭議
儘管這一結論令人振奮,但科學界並未一致買帳。
「要確認伽馬射線是否來自暗物質粒子非常困難。」約翰斯·霍普金斯大學物理學教授大衛·卡普蘭指出,「我們甚至還不了解宇宙中到底有多少東西會產生伽馬射線。」
他認為,這些輻射也可能來自其他天體,例如高速自轉的中子星、或吞噬物質並噴射高能流的黑洞。
SLAC國家加速器實驗室研究員埃里克·查爾斯也提醒,即便探測到異常輻射,也往往難以給出明確解釋。「我們不了解的細節仍然太多,而銀河系中心區域更是觀測和建模都極具挑戰的領地。」
波士頓大學副教授迪倫·布勞特則強調:「這是天空中最難建模的區域之一,任何結論都必須格外謹慎。非同尋常的發現需要非同尋常的證據。」
暗物質:比宇宙更黑的「影子」
根據NASA估計,暗物質占宇宙物質的約27%,普通物質僅占5%,其餘部分則是另一種神秘成分——暗能量。
暗物質的概念可追溯到20世紀30年代。當時瑞士天文學家弗里茨·茲威基發現,星系團中星系運動速度過快,按常理本應飛散,但它們卻被某種無形的力量束縛在一起,這成為暗物質理論的起點。
儘管這一假設通過引力效應得到了大量間接支持,但科學界至今未能直接觀測到暗物質,令其成為物理學界最難以突破的謎題之一。
仍待驗證的「突破」
面對質疑,戶谷表示歡迎同行檢驗其結果。他強調,這一發現的重要性太大,必須反覆確認,「我對我的分析有信心,但需要其他獨立團隊重複結果。」
卡普蘭則認為,無論最終結論如何,尋找暗物質的意義重大:「如果能直接確認暗物質存在,將徹底改變我們理解宇宙的方式。它主導了星系的形成,也影響了恆星、行星乃至人類自身的誕生。」
在科學界持續的審慎期待中,暗物質這一「宇宙之影」的謎題,也許正迎來新的曙光。

(示意圖)















