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Uncovering Dark Matter Mysteries with Katherine Freese
2024/7/9
StarTalk Radio
C
Chuck Nice
K
Katherine Freese
N
Neil deGrasse Tyson
以主持《宇宙：时空之旅》和《星谈》等科学节目而闻名的美国天体物理学家和科学传播者。
Katherine Freese: 本研究主要围绕暗物质展开，它占据宇宙中我们测量的引力的85%，但我们不知道它是什么。暗物质最有可能是某种新型的基本粒子，最好的暗物质候选者同时解决了粒子物理学中的其他问题。超对称性理论为WIMPs的存在提供了理论基础，超对称性理论预测，对于标准模型中的每一个粒子，都存在一个更重的伙伴粒子，其中最重的粒子衰变成较轻的粒子，最终成为暗物质候选者。大多数暗物质探测实验都一无所获，但DAMA实验除外，DAMA实验观察到信号的年度调制，这与理论预测相符，但其结果尚不明确。暗物质粒子之间可以发生湮灭反应，暗物质星是宇宙中最早形成的恒星，形成于宇宙诞生后2亿年，暗物质星的形成与星系中心大量的暗物质湮灭有关。当暗物质星耗尽内部的暗物质后，它会坍缩成超大质量黑洞，暗物质星可以解释超大质量黑洞的形成。超大质量黑洞也可能吞噬暗物质，并产生可观测的伽马射线信号。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）观测到的早期宇宙中的神秘天体与暗物质星的预测相符，暗物质星可以解释ΛCDM模型无法解释的早期宇宙天体的质量。暗物质大爆炸理论提出，暗物质是在宇宙大爆炸后一段时间才产生的，暗物质大爆炸理论提出了一些新的暗物质粒子类型，例如食人暗物质和暗奇拉，食人暗物质粒子会相互吞噬。
Neil deGrasse Tyson: 爱因斯坦的广义相对论解释了水星轨道进动，推翻了之前假设的“祝融星”的存在。基于爱因斯坦相对论的宇宙大爆炸理论是人类成就的巅峰。星系中的可见物质只是漂浮在暗物质海洋上的泡沫，暗物质的引力作用对于维持星系稳定至关重要。
Chuck Nice: 弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的质量大约是质子的100倍，尽管WIMPs质量很大，但由于它们只通过弱力相互作用，所以很难探测到。即使存在，WIMPs与我们身体中的原子核相互作用的频率也很低，大约每月一次。
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