暗物质究竟是什么？科学家们为此发生了一次有意思的争执

星系

最初，天文学家通过观测星系旋转周期等等数据推算星系的质量时，发现星系的质量远大于使用天文望远镜所观测到的数据，科学家们由此提出在星系中或许普遍存在着一种看不见摸不着的物质称作暗物质。这个假说提出后，很好解释了许多星系的观测数据。但是我们始终对暗物质的实质一无所知。

暗物质模拟图

近日三个物理学家表明他们通过观测天空空荡的扇区分析数据得出，暗物质可能由一种叫做惰性中微子的奇异物质构成。与普通的中微子不同，这种物质质量较大，它不能与原子核发生弱相互作用，而只能与普通中微子发生相互作用。它们的相互作用来自于一种叫中微子混合的过程，即普通中微子变形为惰性中微子的过程。关于中微子大家可以参考笔者早些发布的文章：

关于中微子的研究或许能揭示为什么反物质在宇宙中会这么少

然而这三个物理学家的结论很快受到了质疑。其中来自美国加州大学尔湾分校的理论物理学家沃尔基.阿巴扎居安戏谑地说这是他见过的最糟糕的随意提取数据的研究之一。另一个科研小组进行观测他们得到了与之前那三位物理学家完全相反的结论。他们为什么会得出两个截然相反的结论呢？

我们先来看看双方各自是怎么得到结论的。

中微子

首先，惰性中微子并不是一成不变的，它会以一个较小的概率衰变为一个普通中微子和一个X射线光子。科学家们通过观测我们银河系中央和邻近的星系时探测到一些X射线微弱的光芒，而它们都处在同一个能量值，即3.5千电子伏特。我们用爱因斯坦的质能方程换算出静止质量对应静止能量为7千电子伏特的惰性中微子衰变时放出的X射线光子正是这个能量。

反对暗物质是惰性中微子的科学家，麻省理工学院研究员本杰明.萨弗迪认为观测到的X射线未必来自于暗物质。他所在团队寻找了4000多张恒星之间的空间内的照片，假如我们所处的星系在一个巨大的惰性中微子云中，那么望远镜应该能探测到3.5千电子伏特的X射线闪光。可他们并没有发现任何的迹象。他们探测到的X射线往往可以溯源到热气体等等平常的X射线发射现象。

星系处在中微子云zh

而莱登大学的阿列克谢.博雅斯基所在团队利用同一组数据得出了截然相反的结论，他们说他们看见了3.5千电子伏特的X射线闪光。他们认为我们的星系充满了稀薄的等离子气体，于是乎我们拍摄到的天空尽管不存在暗物质的贡献也会有X射线出现，还有一些X射线可能还来自于我们星系以外，就连他们用于观测X射线的XMM牛顿望远镜本身都会发射X射线。所以要想看到暗物质发出的3.5千电子伏特的X射线，我们必须扣除这些X射线源的影响。

XMM-牛顿太空望远镜

为此博雅斯基分析了XMM－牛顿望远镜探测到的所有X射线的能量，为其的整个背景构建了模型，然后将这部分本底扣除。他们去掉了3.3千电子伏特和3.7千电子伏特的峰值，得到了3.5千电子伏特的峰值。

而萨弗迪说他们的分析技术更加先进，他们没有对X射线的所有能量值做分析，而是对每一张图片做了一个范围更小的精度更高的分析，虽说他们没有扣除邻近两个能量的峰值，以他们的技术，假如在3.5千电子伏特处有峰值，他们完全可以侦测到。而事实上并没有。

两边阵营相持不下。博雅斯基说无论如何他要将他们的成果提交给《科学》杂志，他不求能发表，但是至少要在同行内评评理。

暗物质

非常有意思的争论。实际上这样的争论每天都在科研圈内发生，这也是科研的一个极其关键的步骤，有质疑有争论才会有进步。但愿在科学家们的争论中，真相会越来越开朗，暗物质的神秘面纱会最终被揭晓。

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