美国和韩国科学家探索了宇宙暗物质起源,也许和宇宙原始黑洞有关

一大堆非专业内容发完啦,今天的第一篇专业内容很硬核[大笑],由美国和韩国科学家一起研究,联合科学家团队目前认为暗物质是由施加重力但不与光相互作用的神秘物质构成的,而且他们的研究发现宇宙中最原始的暗物质可能由宇宙原始黑洞产生。根据一项新的理论,这些黑洞可能是由费米球,或者称为费米子的亚原子粒子构成的,这个理论可以解释为什么暗物质主宰了我们的物质宇宙。

韩国首尔国立大学理论物理中心科学家说:“我们发现,在某些情况下,费米球的密度太大,还有费米子彼此靠得太近,所以他们会导致费米球坍缩成黑洞。”美国团队的科学家解释说:“在宇宙刚刚形成还不到一秒的时候,一种新的粒子发生了一个不可思议的转变,坍缩到如此小的一点以至于它们变成了黑洞,这些黑洞随后淹没了宇宙,提供了解释现在宇宙暗物质所需的分量。

美国和韩国科学家探索了宇宙暗物质起源,也许和宇宙原始黑洞有关

想要看懂前两天科学家们的研究,还需要知道的一个概念是标量场,它是一个包含所有空间的量子力学实体。随着宇宙膨胀和冷却,这个标量场经历了相变,从一个量子力学状态转变为另一个量子力学状态。这种相变并不是在整个宇宙中同时发生的,相反,这种转变是从几个点开始,然后扩散的,就像沸水中的几个气泡合并形成更大的气泡一样,科学家说道。

“这一过程被称为一级相变,新的标量场状态,称为基态,从这些点像一堆冒泡一样展开。最终,气泡完全合并,标量场完成其转换。然而,为了制造孕育暗物质的原始黑洞,需要另一种成分,所以科学家们在模型中加入了一种新的费米子,费米子是组成宇宙的一类粒子,构成你体内原子的电子、质子和中子其实都是费米子。在很早的宇宙中,这些费米子在标量场中自由运动。但根据科学家们最近的研究,随着相变的进行,这些费米子无法穿透宇宙新基态的小气泡。

因为费米子之间存在一种额外的力,称为Yukawa相互作用,由同一个标量场引起。通常情况下,费米子不喜欢被塞进小的体积中,但他们在理论上认为,标量场增加了一种引力,可以压倒自然斥力。

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