我们称暗物质为暗物质的原因并不是因为它是某种阴影物质。而是因为暗物质不与光相互作用。两者的区别很微妙,但很重要。普通物质可能是暗的,因为它吸收光。这就是为什么我们可以看到银河系散落的恒星背后分子云的阴影。这是可能的,因为光和物质有连接的方式。

研究表明暗物质可能与普通物质发生轻微相互作用

光是一种电磁波,原子含有带电电子和质子,因此物质可以发射、吸收和散射光。暗物质不带电。它无法与光接触,因此当光和暗物质相遇时,它们只是互相穿过。

我们所有的观察都表明,暗物质和光只有引力是共同的。例如,当暗物质聚集在星系周围时,它的引力拖拽会使光偏转。因此,我们可以通过观察光在暗物质周围的引力透镜效应来绘制宇宙中暗物质的分布图。

我们还知道,暗物质和常规物质之间存在引力相互作用。暗物质的牵引力使星系聚集成超星系团。但一个尚未解答的问题是,暗物质和常规物质是否只存在引力相互作用。如果一个原子和暗物质粒子相交,它们真的会相互穿过吗?

由于我们还没有直接观察到暗物质粒子,因此我们只能进行推测,但大多数暗物质模型认为引力是光和常规物质之间唯一的共同联系。暗物质和常规物质相互聚集,但它们不会像星际云那样碰撞和融合。但一项新研究表明,这两者确实存在相互作用,这可能揭示这种神秘物质的微妙之处。

这项研究着眼于六个超暗矮星系(UFD)。它们是银河系附近的卫星星系,恒星数量似乎比它们的质量所暗示的要少得多。这是因为它们主要由暗物质组成。研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上。

如果普通物质和暗物质只通过引力相互作用,那么这些小星系中的恒星分布应该遵循一定的模式。如果暗物质和普通物质直接相互作用,那么这种分布就会出现偏差。

为了验证这一点,研究小组对这两种情况进行了计算机模拟。他们发现,在非相互作用模型中,恒星的分布应该在 UFD 中心变得更加密集,而在边缘变得更加分散。在相互作用模型中,恒星分布应该更加均匀。当他们将这些模型与对六个星系的观测结果进行比较时,他们发现相互作用模型的拟合度略高一些。

因此,暗物质和普通物质似乎以超越引力的方式相互作用。目前还没有足够的数据来确定这种相互作用的确切性质,但存在任何相互作用这一事实还是令人惊讶的。这意味着我们传统的暗物质模型至少有部分是错误的。

这也可能会为直接探测暗物质的新方法指明方向。假以时日,我们或许最终能解开这种暗物质的谜团,尽管这种物质并非完全隐形。