暗物质或许出现在宇宙大爆炸之前

科学家怀疑宇宙质量的80%来自暗物质。然而，暗物质到底是什么以及它是如何形成的仍然没有解决。现在，来自约翰·霍普金斯大学的学者提出了一个大胆的建议:暗物质可能在大爆炸之前就已经存在了。

他们的论文发表在8月7日的《物理评论快报》上，提出了关于暗物质如何诞生以及如何通过天文观测来验证的新观点。

“我们的研究揭示了粒子物理学和天文学之间的新联系。如果暗物质由大爆炸前存在的未知粒子组成，它们将对星系的分布产生奇怪的影响。这种联系可以用来探测暗物质，并验证大爆炸是否真的是宇宙甚至时间的开端。”约翰霍普金斯大学物理学和天文学博士后研究员、论文作者Tommi Tenkanen解释道。

尽管人们对暗物质的起源知之甚少，但天文学家已经证明，暗物质在星系和星系团的形成中起着至关重要的作用。虽然没有直接观察它们的方法，但科学家通过它们的引力效应知道它们的存在。

长期以来，研究人员认为暗物质一定是大爆炸的产物。他们努力工作，但是到目前为止所有的搜索都失败了。

“如果暗物质确实是大爆炸的残余，那么在许多情况下，研究人员应该在不同的粒子物理实验中看到指向它们的直接信号。”

在一个新颖而简单的数学框架的帮助下，前卫的研究表明它在宇宙开始繁荣之前就存在了。人们认为，宇宙本身的迅速膨胀导致了大量被称为标量(场)的特定类型的粒子。但到目前为止，我们只发现了一个标量粒子，著名的希格斯玻色子。

“我们不知道暗物质是什么，但如果它与标量粒子有关，它们可能比大爆炸更古老。通过构建一个数学场景，我们不必在可见物质和暗物质之间添加新的交互方式。”坦卡门解释道。

虽然暗物质在大爆炸之前就出现的想法并不新鲜，但是其他的理论家却没能想出一个数学解决方案来支持这个想法。他说，新的研究表明，研究人员总是忽略暗物质起源的最简单的数学方案。

他还提出了一个实验想法，通过观察宇宙物质分布中暗物质层的特征来验证暗物质的起源。

“虽然在实验室里很难找到它们，但它们的存在可以在大规模天文观测中揭示出来。当欧几里德的卫星在2022年发射时，我们也许能够找到暗物质的起源。这将是一个非常令人兴奋的发现...可以用来窥探大爆炸前的时代。”