相信很多人都是因為前一段時間,常進院士作客大熱的央視綜藝節(jié)目“開講啦”才第一次了解到暗物質(zhì)這個名詞。其實宇宙中可見的物質(zhì)如行星、恒星等才是少數(shù),只占宇宙整體質(zhì)量的4%,剩下的絕大多數(shù)都是由暗物質(zhì)例子組成的。按常理來說,質(zhì)量如此之大的粒子組群,應該是比較容易觀測到的,但由于其不可見性,使得實現(xiàn)實體觀測非常的困難。
關(guān)于暗物質(zhì)的來源,近日科學家又有了新的看法。首先,宇宙中僅有的4%的可見物質(zhì),絕大部分功勞都應歸于一種不帶電粒子—中子,如果沒有中子,那么原子核將變得非常不穩(wěn)定;而如果中子到了原子核之外,中子也會變得非常不穩(wěn)定,僅需15分鐘就會衰變。
距離我們首次發(fā)現(xiàn)中子,已經(jīng)過去了80年,但由于技術(shù)限制,關(guān)于中子離開原子核后的平均壽命卻一直沒能得到確定。因此有些研究者認為,如果中子經(jīng)釋放能量,向基態(tài)能級方向躍遷,是有肯能成為暗物質(zhì)粒子的。那么在宇宙中占比很大,又是原子核中最重粒子的中子,是完全有可能衰變成占宇宙96%質(zhì)量的物質(zhì)的。
為了探究中子的壽命,科學家設(shè)計了一個實驗:將超冷中子放在瓶子里,過一段時間后再次測定瓶子中還剩多少中子,這樣就能夠測得在實驗的時間和空間條件下的中子壽命了。結(jié)果發(fā)現(xiàn),中子是會衰變的,而且是可以衰變成為暗物質(zhì)粒子的。
另外一種測定中子壽命的方式,是觀測中子星,在其壽命的末期,如果不加大它的質(zhì)量,它就無法變成黑洞;但如果像科學家猜想的那樣,中子能夠衰變成為暗物質(zhì)粒子,那它的質(zhì)量就會增大到足以成為黑洞的程度。如果真是如此,那么宇宙中黑洞的數(shù)量將會大大增加。也就是說,所有質(zhì)量可以達到太陽質(zhì)量70%的中子星,都是有可能成為黑洞的。但也有科學家指出,中子衰變除了產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子外,也會產(chǎn)生其他阻止中子星變?yōu)楹诙吹牧W?。如果是這樣,這個猜想倒是兩全其美了。