暗物質傷人了嗎？不，別慌，還沒有_風聞

原創：牧夫天文

原作: Mike Wall

改編: 王茸

校對: 王婧彧 楊伯順

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦

一個幽靈般的暗物質環懸浮在ZwCl0024+1652星系團中，這是迄今為止能夠證明暗物質存在的最有力證據之一。天文學家推測這個暗物質環產生於兩個巨型星系團的碰撞。

(Credit:  ESA/Hubble)

説個冷笑話，你見過有人來急診室處理光劍的傷口嗎？好吧，沒有笑就證明你不是星戰的粉絲或者這個笑話真的冷若冰霜。如果認真對待這個笑話，會發現其實這中間講述了關於暗物質的一些道理。

暗物質幾乎佔據了宇宙85%的重量，這意味着暗物質是那些我們所熟悉的構成恆星、行星、人類以及其他萬物的“普通物質”的六倍之多。但是沒有人準確地知道暗物質是什麼。這個神秘的存在並不發光，研究起來極其困難，學者們也只能通過暗物質對天體的引力影響來揭示它的存在。

物理學家們提出了一系列的暗物質候選者，包括假設的粒子軸子(axions)、弱相互作用重粒子(WIMPs)以及無效中微子(sterile

neutrinos)。但是其他的理論支持暗物質是由質量大於1克的物體組成的。這些理論中的宏觀暗物質對象密度有可能非常高，類似於原子核的密度。如果是這樣的話，這些物質在空間中的數量可能並不會太多，這意味着宏觀暗物質會非常難以發現。

一張圖告訴你一個更加複雜的暗物質範圍。大家可以看到暗物質的可能範圍包括Axion,WIMP等等。

(Credit: symmetrymagazine.org)

一名俄亥俄州克里夫蘭的凱斯西儲大學的物理博士生Jagjit Singh Sidhu表示，我們需要非常大或者非常老式的探測器來發現這些物質。但是科學家不一定需要去製造這些探測器，它們已經存在了，只要你知道去哪裏尋找。這名研究者和他的兩名合作者決定在非常普通的花崗岩枱面裏尋找這種物質的證據。

這種宏觀暗物質如果存在的話，相對於太陽系的速度將會達到大約900,000公里/小時，與火箭速度相當。若是其中的一個粒子撞上了這個枱面將會留下汽化的痕跡，即便是在岩石再固化後這種痕跡也會清晰可見。

三人於是寫下了他們的這個想法並在今年5月把這個未公開的研究發佈到了arXiv.org。文章引起了田納西州範德堡大學物理與天文系的羅伯特∙舍爾教授的關注 (Robert Scherrer, physics and astronomy department at Vanderbilt University in Tennessee )。Singh Sidhu説幾天後教授和他的合作者們在商量為什麼不用人體來作為探測器呢？因為這些物質撞上人體的時候就會造成傷害呀。

這個想法從而引發了這個三人小團體的新研究。他們做了些新的計算，並考慮了這些宏觀物質的速度、可能的大小以及質量。最後總結出如果真的撞上了人體，那撞擊感受應該不會太愉悦，也可以説是“杯具”。

在這些研究者之前發表在arXiv的文章裏，他們把這種被宏觀暗物質“撞傷”和普通槍傷做了比較。但作者也認為這種類比並不是特別科學。如果一定要類比的話，被宏觀暗物質撞傷的受害者應該更像是被星戰裏的絕地武士的光劍刺傷的樣子。親愛的讀者，看到這裏，再回頭想想我們文章開篇時的那個冷笑話，是不是就理解了。哎，大熱天裏，我們關愛讀者的方式之一就是講講天文冷笑話給大家解暑降温。

至少目前為止，我們還不知道這世界上有任何一起關於被絕地武士刺傷的案例。而這一點，也説明了一些暗物質的問題。我們已經知道暗物質在整個宇宙中的質量佔比了，真的不容小覷。宏觀暗物質即使仍然未知但也和暗物質的總質量緊密相關。如果它們質量更低，那應該分佈更豐富才對。如果我們設定一個丰度的上限，要是超過了這個上限，我們就會看到被撞傷甚至致死的人類受害者。這個上限實際上就是對這種物質質量的約束條件。那麼現實告訴我們, 宏觀暗物質的質量需要達到很大才能造成傷害。

基於這個判斷，我們可以對宏觀暗物質有一定的瞭解。特別是當我們在一個又大又輕的廣袤宇宙空間中來討論這種假設的物質時，如果這種規模的暗物質存在，那麼數量一定極少。尺寸上寬於1微米以及重量上輕於50千克的宏觀暗物質應該就能夠對人體造成傷害了。

Singh Sidhu 希望他們的計算和研究能引起更多的暗物質學者的重視，去全盤考慮更多的可能性。因為弱相互作用重粒子(WIMPs)和其他假設的粒子已經吸引了研究者們太多的注意力，大家需要跳出暗物質這個圈子來重新思考。

由超級計算機模擬出的暗物質分佈。

(Credit: extremetech.com)

用羅伯特∙舍爾教授的話來給我們本週一冷笑話做個結尾: Singh Sidhu的想法拓寬了我們在界定暗物質時應該考慮的範圍。有可能很多不同尋常的想法我們從來都沒有考慮過，為何不多嘗試一些想法，打破傳統模型的桎梏呢？廣撒網、多發現是個好策略。

PS. 如果有可能，筆者真的好想成為地球上第一個被宏觀暗物質粒子撞傷的主角。這不是一個冷笑話。（啊哈哈哈哈哈哈）

原文鏈接：

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

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暗物質風暴吞噬地球

來自：InformOverload