重力入口可以将暗物质转变成普通物质吗？什么是暗物质？

　　重力入口可以将暗物质转变成普通物质吗？天体物理学家有一个想法，可能有助于解决两个谜:从我们的银河系中心发射的超高能辐射异常丰富的原因，以及自大约50年前发现以来困扰世界的被称为暗物质的无形物质的身份。这个想法有一个超级酷的名字:重力入口。这个想法是这样的，当两个暗物质粒子(无论它们是什么)被吸进其中一个入口时，它们会相互湮灭，并释放出令人震惊的强伽马射线。

　　这种思路可以潜在地解释为什么银河系中心充满了伽马射线，在银河系中心密集的暗物质团被认为潜伏着。它可以揭示暗物质的行为，并可能偶尔与我们宇宙的正常物质相互作用。

　　什么是暗物质？我们宇宙中80％以上的物质都是粒子物理学标准模型所未知的形式。科学家称其为“暗物质”，因为它不与光相互作用。暗物质存在的第一个迹象是在1970年代，当时天文学家维拉·鲁宾（Vera Rubin）注意到星系旋转得太快了-在没有其他隐藏的引力源的情况下，它们早就应该撕裂了。

　　几十年来，天文学家一直不知道他们是否需要改变对重力的理解，是否需要向宇宙中添加更多规则但确实暗淡的物质，或添加全新的成分。但是，年复一年，一次又一次的观察限制了选择。修正引力理论无法解释所有观察结果。物理学家对宇宙中正常物质的数量（明亮，暗淡以及介于两者之间的所有物质）设置了严格的限制。

　　剩下的暗物质可以解释快速的星系。该物质将是一种新型粒子，具有某些未知身份（或多个身份）。它不会与光交互，否则我们现在已经可以看到它了。它不会与将核物质结合在一起的强大核力相互作用，否则科学家将在原子实验中检测到它的影响。它可能会与弱小的核力量进行对话，但是那支力量太弱而且距离短，以至于观察到预期结果的任何偏差都是具有挑战性的。

　　数以千计的暗物质粒子可能现在正在流过您，看不见且无声。

　　但是，暗物质通过引力背叛了它的存在，因为宇宙中每一种形式的质量和能量都会施加某种引力影响。因此，研究暗物质的唯一必经之路是通过其与正常物质的引力相互作用，例如星系内部恒星的运动。

　　但是可能还有另一种方式，电子过量的情况。

　　在1月28日发布的一项研究中，物理学家提出了一种新理论来解释暗物质是什么以及其行为。但是，在深入探讨他们的想法之前，我们必须为这种暗中寻找更多的线索。线索以从银河系中心发出的大量伽玛射线奇怪的形式出现。

　　伽马射线是可能的最高能量辐射形式，它们通常仅在某些严重的高能量事件（例如恒星进入超新星）中才存在。但是考虑到这种灾难性事件的稀有程度，银河中心的伽马射线比您预期的要多。因此，该理论提出，伽马射线可能会作为高能电子的副产物出现。

　　这些高能电子是一种被称为“轻子”的粒子，比伽马射线更容易直接产生，它们是从某些来源发出并在整个银河系中心传播的。电子本身是无法检测到的（它们非常非常小），但是当它们溢出星际空间时，它们有时会猛撞成随机通过的光子（轻粒子）。

　　该光子很可能是无害且低能的，它会与侵蚀性电子碰撞。碰撞极大地提高了光子的能量，以至于它开始释放出我们可以看到的伽马射线。

　　这些碰撞可能解释了多余的伽马射线，但是那些高能电子从何而来呢？

　　让我们回顾一下我们所知道的。一，暗物质仅通过重力相互作用。二，围绕银河系中心漂浮的两个高能轻子可以解释我们在那里看到的额外伽玛射线。第三，因为在我们自己的星系中，核心具有最高的物质密度，所以我们认为那里也存在着大量的暗物质。

　　这两个观测值之间的联系有一个好听的名字：重力入口。 让我们从“重力入口”部分开始。据我们了解重力，它只是在拉动东西。地球拉动月亮; 太阳拉向地球；星系中的恒星相互吸引，依此类推。引力确实非常好地拉动。

　　因此，从表面上看，引力对暗物质唯一能做的就是拉。

　　但是我们对重力的理解还不完整。物理学可以解释重力的大范围运行，但是没有所谓的量子引力理论，它可以描述在很小的尺度上运行的强重力。在这种情况下，重力可能会给人们带来一些惊喜。

　　大自然的其他力量总是能够消灭，转化和创造粒子。例如，弱核力可以将质子转变为中子，从而触发放射性衰变。粒子及其反粒子可以通过电磁力连接，从而在辐射突发中相互ni灭。

　　因此，在极端情况下，重力也许可以将两个暗物质粒子聚集在一起并摧毁它们，从而将它们真正变成……任何东西。

　　而且，根据研究人员概述的理论模型，也许那些暗物质粒子可以转化为轻子。因此，该名称的“亲脂”部分表示“爱好轻子”。

　　根据新理论，暗物质粒子偶尔会通过偶然的引力相互作用而相互消灭。这些偶然的相互作用在物理学术语中被称为“重力门户”，因为它们为粒子单独通过重力相互作用提供了一种途径。碰撞的产物是高能电子。这些相互作用在银河系中心更为普遍，那里的暗物质密度可能最高。这些电子然后继续行进，最终撞击低能光子并变成伽马射线，造成我们观察到的过量。

　　是的，这个想法有点牵强。但是考虑到物理学家对暗物质的身份一无所知，因此总是欢迎提出新的想法。这个理论是专门为匹配伽玛射线的观测而设计的。但是，一旦打开了门，允许暗物质粒子转变为规则物质（在本例中为轻子），就可以进行更多的理论工作，看看是否还有其他方法可以检验该理论。