研究表明，暗物质不对抗引力
DESI 合作观测到的星系分布图，从中可以准确测量星系的速度。图片来源：Claire Lamman/DESI 合作;CMStro 的自定义颜色图包。
（蜘蛛网eeook.com）据日内瓦大学：暗物质是否遵循与普通物质相同的规律？我们宇宙中这个看不见的假设组成部分——既不发射也不反射光——的谜团仍然没有解开。一个由日内瓦大学 （UNIGE） 成员组成的团队着手确定，在宇宙学尺度上，这种物质的行为是否像普通物质一样，或者是否有其他力量发挥作用。
他们的研究结果发表在《自然通讯》上，表明了类似的行为，同时留下了未知相互作用的可能性。这一突破为这种难以捉摸的物质的特性提供了更多的线索，它的丰度是普通物质的五倍。
普通物质服从四种明确的力：重力、电磁力以及原子水平的强力和弱力。但是暗物质呢？它看不见且难以捉摸，可能受制于相同的法则，也可能受到第五种未知力量的支配。
为了解开这个谜团，由UNIGE领导的一个团队着手确定在宇宙尺度上，暗物质是否像普通物质一样落入引力井。在大质量天体的影响下，我们宇宙所占据的空间被扭曲，形成了井。普通物质——行星、恒星和星系——根据既定的物理定律落入这些井中，包括爱因斯坦的广义相对论和欧拉方程组。但是暗物质呢？
“为了回答这个问题，我们将宇宙中星系的速度与引力井的深度进行了比较，”UNIGE 理学院理论物理系副教授、该研究的合著者 Camille Bonvin 解释道。
“如果暗物质不受第五力的影响，那么主要由暗物质组成的星系就会像普通物质一样落入这些井中，完全受引力控制。另一方面，如果第五个力作用在暗物质上，它将影响星系的运动，然后星系会以不同的方式落入井中。因此，通过将井的深度与星系的速度进行比较，我们可以测试这种力的存在。
欧拉方程组仍然有效
将这种方法应用于当前的宇宙学数据，研究小组得出结论，暗物质以与普通物质相同的方式落入引力井，从而服从欧拉方程组。
“然而，在现阶段，这些结论尚未排除存在未知力量的可能性。但如果存在这样的第五种力，它就不能超过引力强度的 7%——否则它已经出现在我们的分析中，“该研究的第一作者、UNIGE 理学院理论物理系前博士后研究员、最近加入朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所的 Nastassia Grimm 说。
这些初步结果标志着在表征暗物质方面向前迈出了重要一步。下一个挑战将是确定是否由第五股力量统治它。
“LSST 和 DESI 等最新实验即将发布的数据将对弱至 2% 重力的力敏感。因此，它们应该让我们更多地了解暗物质的行为，“ICE-CSIC 和 IEEC 的研究员、图卢兹大学南比利牛斯天文台 IRAP 副教授 Isaac Tutusaus 总结道，该研究的合著者。
