科學(xué)家使用哈勃衛(wèi)星探索了在星系碰撞過程中的暗物質(zhì)性質(zhì)，暗物質(zhì)甚至比以前想象得更加“黑暗”。通過研究哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X-射線天文臺(tái)的觀測(cè)資料，他們?cè)噲D在星系團(tuán)碰撞過程中發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的行為，科學(xué)》雜志刊載了科學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究成果。暗物質(zhì)的相互作用比以前的理解和想象更少，它們的懶惰程度更高，暗物質(zhì)的“天生惰性”反而有助于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們的神秘蹤跡，縮小暗物質(zhì)的搜索范圍，以激發(fā)措施將它們顯現(xiàn)出來。

暗物質(zhì)一直是科學(xué)界的“老大難“問題，好像不可穿越的“鐵幕”、或“黑幕”籠罩在科學(xué)知識(shí)的天空，宇宙的暗物質(zhì)遠(yuǎn)多于可見物質(zhì)，它們躲藏在“黑幕”的背后，人們用肉眼不能看見它們的身影，暗物質(zhì)不反射、不吸收、不發(fā)射光線。顧名思義，暗物質(zhì)是看不見的物質(zhì)，暗物質(zhì)“原形畢露”的唯一特征是表現(xiàn)了它們的引力作用，它們吸引了宇宙的可見物質(zhì)，暗物質(zhì)的生存法則在于“我吸引、故我在”。

為了解更多暗物質(zhì)的神秘性，科研人員使用了類似可見物質(zhì)的研究方法，對(duì)可見物質(zhì)相互碰撞的觀測(cè)表現(xiàn)在發(fā)生了什么結(jié)果，對(duì)暗物質(zhì)相互碰撞的觀測(cè)表現(xiàn)在出現(xiàn)了什么現(xiàn)象?；谂鲎矊?shí)驗(yàn)的考量，天文學(xué)家將眼光放在了宇宙的星系大聚合，他們將聚合星系稱之為星系團(tuán)，星系的相互碰撞自然而然地涉及暗物質(zhì)的作用，星系內(nèi)存在巨量的暗物質(zhì)，星系在星系團(tuán)發(fā)生的碰撞為暗物質(zhì)作用提供了舞臺(tái)。

星系通常由三種主要的成分構(gòu)成：恒星、氣體云和暗物質(zhì)，在星系碰撞的過程中，分散在星系的氣體云發(fā)生了相互沖壓，從而減慢了它們的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)速度、或停止了移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，恒星受氣體云的拖動(dòng)作用很小，恒星之間存在巨大的距離，彼此不會(huì)產(chǎn)生減慢旋轉(zhuǎn)速度的作用，如果兩顆恒星發(fā)生了碰撞，產(chǎn)生的巨大摩擦力將會(huì)改變恒星移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的方式。

瑞士洛桑聯(lián)邦科技大學(xué)(EPFL)的戴維·哈維解釋說，氣體云和恒星在星系碰撞過程中存在相互作用的機(jī)理，通過與暗物質(zhì)行為進(jìn)行比較，他們縮小了暗物質(zhì)究的搜索范圍?？茖W(xué)團(tuán)隊(duì)使用了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X—射線天文臺(tái)的數(shù)據(jù)，對(duì)72個(gè)大星系團(tuán)的碰撞事件進(jìn)行研究，大碰撞事件發(fā)生在不同的天文時(shí)期，太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)角度不同，有的從側(cè)面觀測(cè)，有的從正面觀測(cè)。

好像恒星在碰撞過程中的表現(xiàn)，暗物質(zhì)在劇烈碰撞過程似乎絲毫未損，“如入無人之境”地相互穿越，沒有出現(xiàn)任何減速的跡象，與恒星相互碰撞的特征不同，暗物質(zhì)在相互碰撞過程中不存在巨大的間隙，處在難以分離的融合狀態(tài)。物理學(xué)的主流理論認(rèn)為，暗物質(zhì)在星系碰撞與合并的過程中顯得整齊劃一、均勻一致，它們被平均地分散到整個(gè)星系團(tuán)。暗物質(zhì)粒子在星系碰撞過程中彼此靠近，它們頻繁地?cái)D壓，卻沒有降低移動(dòng)速度，這說明暗物質(zhì)粒子不與可見物質(zhì)粒子發(fā)生作用，暗物質(zhì)粒子甚至很少發(fā)生相互的作用，暗物質(zhì)的相互作用比以前認(rèn)為的少很多。

英國(guó)杜蘭大學(xué)的理查德·馬什解釋說，以前的研究發(fā)現(xiàn)，暗物質(zhì)行為在子彈星系團(tuán)表現(xiàn)的十分典型，對(duì)一個(gè)星系團(tuán)樣本的觀測(cè)不足以解釋普遍的現(xiàn)象，星系之間的一次碰撞可能持續(xù)數(shù)億年時(shí)間，人的一生僅能從單一拍攝角度捕捉星系碰撞的一個(gè)鏡頭、或一個(gè)畫面?？茖W(xué)團(tuán)隊(duì)研究了大量不同天文時(shí)期的碰撞事件，他們將一個(gè)個(gè)畫面連在一起，得到了動(dòng)畫電影的效果，以更好地理解在星系碰撞中發(fā)生了什么的問題。暗物質(zhì)缺少相互作用的現(xiàn)象使得科學(xué)家縮小了對(duì)暗物質(zhì)特性的搜索范圍，粒子物理學(xué)家一直在搜索神秘的暗物質(zhì)粒子，現(xiàn)在，他們?cè)趧?chuàng)建數(shù)學(xué)模型時(shí)可以減少一些變量，未知數(shù)的減少對(duì)方程式的解答有利。

暗物質(zhì)具有潛在的豐富性和復(fù)雜性，科學(xué)家研究了幾種類型的相互作用，科學(xué)團(tuán)隊(duì)排除了相互作用的一種類型，這一類型的理論認(rèn)為，暗物質(zhì)在碰撞過程中創(chuàng)造了強(qiáng)烈的摩擦力，從而減緩暗物質(zhì)的移動(dòng)。其它類型的理論認(rèn)為，碰撞作用使得暗物質(zhì)粒子相互彈開，好像彈子球在發(fā)生碰撞之后被彈開，彈性碰撞效應(yīng)使得暗物質(zhì)相互分開，或使得暗物質(zhì)團(tuán)塊改變了形狀。除了增加星系碰撞事件的數(shù)量，科學(xué)團(tuán)隊(duì)尋找了單星系的碰撞情形，單星系內(nèi)的碰撞事件更加普遍。存在幾個(gè)暗物質(zhì)的候選對(duì)象，暗物質(zhì)究竟是什么？科學(xué)家的探索遠(yuǎn)沒有到達(dá)終點(diǎn)，科學(xué)團(tuán)隊(duì)的成果向正確的暗物質(zhì)搜索方邁進(jìn)了一步，他們瞥見了暗物質(zhì)特性的局部，暗物質(zhì)的總體特征依然是現(xiàn)代科學(xué)的“斯芬克斯之謎”。

（編譯：2015-3-30）