新猜想：暗物质可能是光速粒子的冻结遗迹

暗物质或源自宇宙初生时冷却的光速粒子，Dartmouth研究提出新理论，或解开银河旋转之谜。

宇宙的深处藏着一个未解之谜：为什么银河系的旋转速度远超我们能看到的物质所能解释的引力？近一个世纪以来，科学家们将这股隐形力量归于“暗物质”——一种冰冷、沉默、无法直接观测的存在。然而，暗物质究竟是什么？它从何而来？这些问题始终像夜空中的黑洞，吞噬着答案。达特茅斯学院的两位物理学家Guanming Liang和Robert Caldwell提出了一种大胆的假说：暗物质可能是宇宙诞生之初，光速飞驰的无质量粒子冷却后留下的“冰冻遗迹”。

想象137亿年前，宇宙还挤在一个比牙缝还小的空间里，各种粒子像狂欢派对上的舞者，高速碰撞、相互推挤。那时的宇宙炽热而混乱，充满了被称为Dirac费米子的高能粒子。这些粒子与光更相似，毫无质量，飞速穿梭，难以想象它们会成为今天拖慢银河系的“冷 lump”。但Liang和Caldwell设想，这些粒子并非一直保持轻盈。他们借鉴了Nambu和Jona-Lasinio模型，提出Dirac费米子可能像超导体中的电子形成Cooper对那样，成对“联姻”，将狂野的能量转化为质量，逐渐“冻结”成暗物质。

这一过程就像一场宇宙级的天气剧变：原本翻腾的高能雷云，骤然凝结成沉重的冰雹。“我们模型中最意外的部分，是能量从高密度到低密度‘块状’状态的急剧下降，”Liang说。这种转变不仅解释了暗物质的起源，还可能揭示早期宇宙为何失去那么多能量。毕竟，星系的质量来自冷暗物质的密度，但宇宙的能量密度必须降到我们今天观测的水平。他们的数学模型优雅而简洁，无需复杂的假设，就能自圆其说。

更妙的是，这个理论并非空中楼阁。它预测，这种从高温独行侠到低温“婚姻”的转变，会在宇宙微波背景辐射中留下独特的痕迹。宇宙微波背景是宇宙诞生之初的余辉，至今仍在空间中回荡。如果科学家能在其中找到特定信号，就能为Dirac费米子是暗物质来源之一的假说加分。“这太激动人心了，”Caldwell说，“我们提出了一种全新的思考方式，或许能揭开暗物质的真面目。”

相比其他关于暗物质的猜想，这个理论的魅力在于可验证性。现有数据可能就藏着答案，无需等待新的探测器升空。Liang和Caldwell的模型不仅挑战了暗物质是“冷 lump”的传统认知，还为宇宙早期那场量子派对勾勒出一幅生动的画面。或许，暗物质的秘密就写在宇宙的第一道光芒里，等待我们去破解。

本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。