加州大學聖塔克魯茲分校的物理學家 Stefano Profumo 提出了兩項創新的理論,旨在揭示暗物質的本質。暗物質佔宇宙總質量的約 85%,其性質一直是現代物理學的一大謎團。Profumo 的理論發表於 2025 年,為暗物質在早期宇宙中的起源提供了全新的視角。
第一項理論被稱為「鏡像宇宙理論」,它假設存在一個平行宇宙,擁有自己獨立的粒子和作用力。在這個假想的架構中,鏡像宇宙中的「暗夸克」和「暗膠子」可能形成了「暗重子」。這些暗重子進而可能坍縮成微小的黑洞,其質量略大於普朗克質量,並主要透過引力與我們的宇宙互動。這項理論呼應了科學家們對暗物質可能由微小黑洞組成的猜測,這些黑洞若在早期宇宙形成,便能解釋其難以偵測的特性。
Profumo 的第二項提議是「宇宙視界輻射理論」。該理論認為,暗物質粒子起源於可觀測宇宙邊緣的量子輻射過程。在宇宙大爆炸後不久的暴脹時期,宇宙邊界的量子效應可能產生了現今被識別為暗物質的粒子。此觀點將暗物質的形成與宇宙的快速膨脹聯繫起來,類似於黑洞事件視界發出的霍金輻射,宇宙的視界也可能透過類似機制產生粒子。
這兩項理論都建立在既有的科學原理和數學框架之上,旨在為暗物質的形成提供科學上合理的解釋。它們的驗證將可能大幅改變我們對宇宙組成及其支配力量的理解。自 1930 年代 Fritz Zwicky 首次提出暗物質概念以來,科學界一直在尋找其確切的本質。Vera Rubin 在 1970 年代對星系旋轉速度的觀測,進一步證實了暗物質的存在,它如同宇宙的黏著劑,維繫著星系的結構。
Profumo 的這些假設,為解決暗物質謎團提供了不同於傳統粒子模型(如 WIMP 或軸子)的新途徑。傳統模型在實驗上屢屢受挫,使得像 Profumo 提出的這些更具推測性但可計算的理論,顯得尤為重要。科學家們正積極透過改進天文觀測和粒子物理實驗來解開暗物質的謎團,而 Profumo 的工作無疑為這項持續的科學探索增添了重要的貢獻,也為理解宇宙的起源和演化開闢了新的可能性。