對暗物質的最新研究表明，暗物質可能起源於”暗大爆炸”，有別於傳統的宇宙大爆炸。這個理論認為暗物質的來源是一個獨立的宇宙事件，它可能改變我們對宇宙早期的理解。 即將進行的重力波探測實驗可以為支持這一理論提供關鍵證據。

暗物質可能來自其自身的”黑暗大爆炸”，與傳統的宇宙大爆炸不同，未來探測重力波的實驗可能會證明這一點。 圖片來源：美國太空總署戈達德太空飛行中心/CI 實驗室，編輯

科爾蓋特大學（Colgate University）教授和學生的一項研究合作正在揭示一種突破性的理論，這種理論可能會改變我們對暗物質起源的理解。

物理和天文學助理教授科斯明-伊利（Cosmin Ilie）和24 歲的理查德-凱西（Richard Casey）深入研究了德克薩斯大學奧斯汀分校科學家凱瑟琳-弗雷斯（Katherine Freese）和馬丁-溫克勒（Martin Winkler）提出的一個大膽想法。 這個理論認為，暗物質可能來自宇宙形成後不久發生的一個獨立事件，即”黑暗大爆炸”。

傳統上，科學家認為包括暗物質在內的所有物質都起源於單一事件–宇宙大爆炸。 這標誌著宇宙膨脹期的結束，宇宙迅速膨脹，真空能量轉化為由輻射和粒子組成的熱等離子體，為我們所知的宇宙奠定了基礎。

暗物質約佔當今宇宙能量預算的25%，它的起源和性質是最迫切的謎團之一。 雖然尚未在地下實驗中直接偵測到暗物質，也沒有在加速器中觀測到暗物質，但暗物質的引力效應已在銀河系和河外星系尺度上得到了證實。 此外，暗物質還在宇宙大爆炸的電磁餘輝（即所謂的宇宙微波背景輻射）上留下了可觀測到的印記。

在這個模型中，暗物質粒子是透過一個量子場的衰變產生的，這個量子場只與暗部耦合，最初被困在一個虛假的可轉移真空狀態中。

在他們最近的研究中，伊利和凱西探索並完善了這個暗物質大爆炸模型，確定了所有可能的實現方案，並與目前的實驗數據保持一致。 最值得注意的是，他們的研究發現了一系列以前未曾探索過的可能參數，這些參數可以解釋暗物質的起源。 研究也確定了這些新方案的潛在可觀測後果，特別是產生重力波，未來的實驗可以偵測到這些重力波。

“探測暗黑大爆炸產生的引力波可以為這一新的暗物質理論提供關鍵證據，”伊利說，”隨著國際脈衝星定時陣列（IPTA）和平方公里陣列（SKA）等當前實驗的到來，我們可能很快就會擁有以前所未有的方式檢驗這一模型的工具。

作為IPTA 的一部分，NANOGrav 合作小組在2023 年探測到了背景重力波，這可能與暗黑大爆炸的實現有關。 隨著未來的實驗提供更精確的測量結果，這項研究的發現可能有助於完善我們對暗黑大爆炸參數的理解，並有可能證實它是暗物質的真正起源。

這些發現的影響可能超越暗物質，因為它們提供了一個新的視角，讓我們了解宇宙的早期歷史和塑造宇宙演化的力量。 對暗物質及其起源之謎的探索將繼續推動現代宇宙學的前沿研究。

編譯自/ ScitechDaily