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熱暗物質英語Hot dark matter,縮寫為HDM)是暗物質的一種形式,在理論上是由超相對論英语Ultrarelativistic limit速度傳播的粒子組成。

暗物質是一種既不發光,也不吸收光的物質。在物理學中,這種物質的特性是不與電磁輻射交互作用,因此使它無法用傳統的儀器探測到,因此使它"黑暗"[1]。來自星系自轉曲線的資料顯示,大約80%的物質是無法看見的,這迫使研究人員要用創新的方法,通過暗物質對可見物質的引力作用 "間接"地檢測它[2]。理論物理學家對於暗物質是否有不同的"類型"還沒有共識,但有證據顯示將暗物質分為熱"(HDM)和"冷暗物質"(CDM),有些甚至暗示還有在中間地帶的溫暗物質(WDM)。術語並非表示暗物質的溫度,而是指暗物質粒子的"大小"(WIMPs)。反過來說,粒子的大小決定了它們反比於速度的關係:因為推測HDM的質量較低,因此推測HDM的傳送速度比CDM快[3]

在星系形成中的作用编辑

 
藝術家對銀河系周圍暗物質的印象。創建者:ESO/L. Calçada

就應用而言,熱暗物質的分布有助於解釋在大爆炸之後,星系如何形成星系團超星系團。理論家聲稱存在著兩種暗物質:1)那些"聚集在可見的星系團個別成員周圍",2)那些包圍"整個星系團"的暗物質。因為冷暗物質具有較低的速度,它可以是如圖所示"更小的,星系大小的團塊"的來源[4]。而熱暗物質應該對應於圍繞整個星系團,形成更大質量的聚集體。然而,來自宇宙微波背景輻射的資料,像是COBE衛星,是高度均勻的,從如此平滑的初始狀態開始,這種高速的熱暗物質粒子不能形成像星系這種尺度一樣小的團塊,這凸顯了暗物質理論和實際資料的差異。理論上,為了解釋可觀測宇宙中相對較小的結構,有必要調用冷暗物質或是溫暗物質。換句話說,僅以熱暗物質做為解釋星系形成的唯一物質是不可行的,需要將熱暗物質置於混合暗物質(MDM)理論的大水庫下。

微中子编辑

微中子被當成熱暗物質的一個例子[5]。微中子的質量非常小,並且不參與四種基本力中的電磁力強作用力這兩種力。它們由弱作用力引力相互作用,但由於這種力的強度非常微弱,使它們很難被偵測到。一些專案,像是在日本岐阜縣飛驒市超級神岡探測器,目前就在研究微中子。

相關條目编辑

參考資料编辑

  1. ^ McGaugh, Stacy. Seeing through Dark Matter. Science. 2007, 317 (5838): 607–608. JSTOR 20037494. 
  2. ^ Drake, Nadia. Dark matter, where art thou?. Science News. 2012, 181 (10): 5–6. JSTOR 41697649. 
  3. ^ Matt Williams. Dark matter—hot or not?. August 31, 2016 [June 2, 2017]. 
  4. ^ Cowen, R. Tracing the Architecture of Dark Matter. Science News. 1996, 149 (6): 87–87. JSTOR 3979991. doi:10.2307/3979991. 
  5. ^ Hannestad, Steen; Mirizzi, Alessandro; Raffelt, Georg G.; Wong, Yvonne Y. Y. Neutrino and axion hot dark matter bounds after WMAP-7. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. 2010-08-02, 2010 (08): 001–001. Bibcode:2010JCAP...08..001H. ISSN 1475-7516. arXiv:1004.0695. doi:10.1088/1475-7516/2010/08/001. 

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外部連結编辑