热暗物质

✍ dations ◷ 2025-08-15 18:18:23 #暗物质,宇宙

热暗物质（英语：Hot dark matter，缩写为HDM）是暗物质的一种形式，在理论上是由超相对论（英语：Ultrarelativistic limit）速度传播的粒子组成。

暗物质是一种既不发光，也不吸收光的物质。在物理学中，这种物质的特性是不与电磁辐射相互作用，因此使它无法用传统的仪器探测到，因此使它"黑暗"。来自星系自转曲线的资料显示，大约80%的物质是无法看见的，这迫使研究人员要用创新的方法，通过暗物质对可见物质的引力作用 "间接"地检测它。理论物理学家对于暗物质是否有不同的"类型"还没有共识，但有证据显示将暗物质分为热"（HDM）和"冷暗物质"（CDM），有些甚至暗示还有在中间地带的温暗物质（WDM）。术语并非表示暗物质的温度，而是指暗物质粒子的"大小"（WIMPs）。反过来说，粒子的大小决定了它们反比于速度的关系：因为推测HDM的质量较低，因此推测HDM的传送速度比CDM快。

就应用而言，热暗物质的分布有助于解释在大爆炸之后，星系如何形成星系团和超星系团。理论家声称存在着两种暗物质：1)那些"聚集在可见的星系团个别成员周围"，2)那些包围"整个星系团"的暗物质。因为冷暗物质具有较低的速度，它可以是如图所示"更小的，星系大小的团块"的来源。而热暗物质应该对应于围绕整个星系团，形成更大质量的聚集体。然而，来自宇宙微波背景辐射的资料，像是COBE卫星，是高度均匀的，从如此平滑的初始状态开始，这种高速的热暗物质粒子不能形成像星系这种尺度一样小的团块，这凸显了暗物质理论和实际资料的差异。理论上，为了解释可观测宇宙中相对较小的结构，有必要调用冷暗物质或是温暗物质。换句话说，仅以热暗物质做为解释星系形成的唯一物质是不可行的，需要将热暗物质置于混合暗物质（MDM）理论的大水库下。

中微子被当成热暗物质的一个例子。中微子的质量非常小，并且不参与四种基本力中的电磁力和强作用力这两种力。它们由弱作用力和引力相互作用，但由于这种力的强度非常微弱，使它们很难被侦测到。一些专案，像是在日本岐阜县飞驒市的超级神冈探测器，目前就在研究中微子。

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