暗物质伤人了吗？不，别慌，还没有_风闻

原创：牧夫天文

原作: Mike Wall

改编: 王茸

校对: 王婧彧 杨伯顺

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

一个幽灵般的暗物质环悬浮在ZwCl0024+1652星系团中，这是迄今为止能够证明暗物质存在的最有力证据之一。天文学家推测这个暗物质环产生于两个巨型星系团的碰撞。

(Credit:  ESA/Hubble)

说个冷笑话，你见过有人来急诊室处理光剑的伤口吗？好吧，没有笑就证明你不是星战的粉丝或者这个笑话真的冷若冰霜。如果认真对待这个笑话，会发现其实这中间讲述了关于暗物质的一些道理。

暗物质几乎占据了宇宙85%的重量，这意味着暗物质是那些我们所熟悉的构成恒星、行星、人类以及其他万物的“普通物质”的六倍之多。但是没有人准确地知道暗物质是什么。这个神秘的存在并不发光，研究起来极其困难，学者们也只能通过暗物质对天体的引力影响来揭示它的存在。

物理学家们提出了一系列的暗物质候选者，包括假设的粒子轴子(axions)、弱相互作用重粒子(WIMPs)以及无效中微子(sterile

neutrinos)。但是其他的理论支持暗物质是由质量大于1克的物体组成的。这些理论中的宏观暗物质对象密度有可能非常高，类似于原子核的密度。如果是这样的话，这些物质在空间中的数量可能并不会太多，这意味着宏观暗物质会非常难以发现。

一张图告诉你一个更加复杂的暗物质范围。大家可以看到暗物质的可能范围包括Axion,WIMP等等。

(Credit: symmetrymagazine.org)

一名俄亥俄州克里夫兰的凯斯西储大学的物理博士生Jagjit Singh Sidhu表示，我们需要非常大或者非常老式的探测器来发现这些物质。但是科学家不一定需要去制造这些探测器，它们已经存在了，只要你知道去哪里寻找。这名研究者和他的两名合作者决定在非常普通的花岗岩台面里寻找这种物质的证据。

这种宏观暗物质如果存在的话，相对于太阳系的速度将会达到大约900,000公里/小时，与火箭速度相当。若是其中的一个粒子撞上了这个台面将会留下汽化的痕迹，即便是在岩石再固化后这种痕迹也会清晰可见。

三人于是写下了他们的这个想法并在今年5月把这个未公开的研究发布到了arXiv.org。文章引起了田纳西州范德堡大学物理与天文系的罗伯特∙舍尔教授的关注 (Robert Scherrer, physics and astronomy department at Vanderbilt University in Tennessee )。Singh Sidhu说几天后教授和他的合作者们在商量为什么不用人体来作为探测器呢？因为这些物质撞上人体的时候就会造成伤害呀。

这个想法从而引发了这个三人小团体的新研究。他们做了些新的计算，并考虑了这些宏观物质的速度、可能的大小以及质量。最后总结出如果真的撞上了人体，那撞击感受应该不会太愉悦，也可以说是“杯具”。

在这些研究者之前发表在arXiv的文章里，他们把这种被宏观暗物质“撞伤”和普通枪伤做了比较。但作者也认为这种类比并不是特别科学。如果一定要类比的话，被宏观暗物质撞伤的受害者应该更像是被星战里的绝地武士的光剑刺伤的样子。亲爱的读者，看到这里，再回头想想我们文章开篇时的那个冷笑话，是不是就理解了。哎，大热天里，我们关爱读者的方式之一就是讲讲天文冷笑话给大家解暑降温。

至少目前为止，我们还不知道这世界上有任何一起关于被绝地武士刺伤的案例。而这一点，也说明了一些暗物质的问题。我们已经知道暗物质在整个宇宙中的质量占比了，真的不容小觑。宏观暗物质即使仍然未知但也和暗物质的总质量紧密相关。如果它们质量更低，那应该分布更丰富才对。如果我们设定一个丰度的上限，要是超过了这个上限，我们就会看到被撞伤甚至致死的人类受害者。这个上限实际上就是对这种物质质量的约束条件。那么现实告诉我们, 宏观暗物质的质量需要达到很大才能造成伤害。

基于这个判断，我们可以对宏观暗物质有一定的了解。特别是当我们在一个又大又轻的广袤宇宙空间中来讨论这种假设的物质时，如果这种规模的暗物质存在，那么数量一定极少。尺寸上宽于1微米以及重量上轻于50千克的宏观暗物质应该就能够对人体造成伤害了。

Singh Sidhu 希望他们的计算和研究能引起更多的暗物质学者的重视，去全盘考虑更多的可能性。因为弱相互作用重粒子(WIMPs)和其他假设的粒子已经吸引了研究者们太多的注意力，大家需要跳出暗物质这个圈子来重新思考。

由超级计算机模拟出的暗物质分布。

(Credit: extremetech.com)

用罗伯特∙舍尔教授的话来给我们本周一冷笑话做个结尾: Singh Sidhu的想法拓宽了我们在界定暗物质时应该考虑的范围。有可能很多不同寻常的想法我们从来都没有考虑过，为何不多尝试一些想法，打破传统模型的桎梏呢？广撒网、多发现是个好策略。

PS. 如果有可能，笔者真的好想成为地球上第一个被宏观暗物质粒子撞伤的主角。这不是一个冷笑话。（啊哈哈哈哈哈哈）

原文链接：

https://www.space.com/dark-matter-human-body-detector.html

『天文时刻』 牧夫出品

微信公众号：astronomycn

暗物质风暴吞噬地球

来自：InformOverload