物理學家在研究這些假想粒子的特性時,注意到其中一種粒子極其符合暗物質的假設。它可以通過引力和弱力(只有當粒子間距小于質子直徑時才會發(fā)生)與其它粒子發(fā)生相互作用。另外,該粒子十分穩(wěn)定,數(shù)量也符合宇宙正常演化的需求。
夏威夷大學物理學家杰森·庫馬爾(Jason Kumar)指出,WIMPs粒子“頗負美感”,擁有物理學家熱愛的一切特征:簡單,對稱,優(yōu)雅。但庫馬爾稱:“很難將這些理論模型與我們觀測到的數(shù)據(jù)相匹配?!边@并不意味著WIMPs模型是錯誤的,但這的確引發(fā)了研究人員對一些十年前可能一笑了之的理論進行反思。“暗物質并不穩(wěn)定”就是其中之一。
不穩(wěn)定的影響
迪耶納斯和托馬斯剛剛提出“動態(tài)暗物質”理論時,才剛接觸暗物質不久。由于剛剛入行,兩人剛開始根本沒擔心過穩(wěn)定性的問題。他們想共同定義一種新型暗物質。他們首先想到,暗物質會不會不止一種粒子、而是由多種不同粒子構成?其次,這些粒子是否可能衰變?有的可能短短幾秒便會消失,有的則可存在數(shù)萬億年之久。關鍵在于,各類粒子的數(shù)量要剛好平衡,才能讓大部分暗物質存留到今天。
迪耶納斯和托馬斯將這一新理論框架命名為“動態(tài)暗物質”,并開始在學術會議上分享這一觀點。但按照迪耶納斯的說法,該理論遭遇了“大量質疑”。
“人們一直在問穩(wěn)定性的問題?!钡弦{斯回憶道,“但我們并未按照傳統(tǒng)方式思考這一點?!?/p>
物理學家又為何如此確定暗物質是穩(wěn)定的呢?天文學家通過觀察數(shù)十億光年外的星系了解到,這些古老星系中的暗物質重量并不亞于年紀輕輕的鄰近星系,至少差距沒有大到能測量出的程度。此外,假如暗物質衰變?yōu)橘|量更輕、可探測到的粒子,這些粒子便會攜帶大量能量在宇宙中四處穿行。若真是如此,我們從地球上應當能探測到它們才對。并且,如果暗物質衰變發(fā)生在宇宙誕生初期,便會干擾元素的形成,改變宇宙中的化學環(huán)境。