【菜科解读】

一张X射线图像揭示了一个类似银河系的星系边缘的气体晕。

这种光环被认为是神秘的、不可见的暗物质的温床。

（图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局）据美国太空网（安德烈·费尔德曼）：一项新的理论研究表明，科学家可能很快就能利用一批下一代卫星探测到宇宙中最神秘的实体。

暗物质——一种我们知之甚少的物质，它不发射、吸收或反射光，但对其他物质产生明显的引力影响——主导着宇宙。

尽管暗物质在空间中的含量是普通物质的五倍多，但它的成分和性质仍然完全未知。

为了解决这个问题，德国电子同步加速器（DESY）中心的理论物理学家金亨进提议使用引力波探测器来寻找暗物质粒子。

引力波探测器是一种旨在测量时空结构中细微波纹的仪器，首次被阿尔伯特·爱因斯坦预测到。

暗物质作为波关于暗物质粒子的性质有许多假设，暗物质粒子大量积累，在星系中形成所谓的晕。

在2023年12月发表在《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上的新论文中，金假设这些粒子可能非常轻，正如许多流行的暗物质理论所预测的那样。

超轻粒子通常出现在许多超越标准模型的理论中，Kim通过电子邮件告诉LiveScience。

他补充说，其中一些粒子是暗物质的完美候选者，对这种难以捉摸的实体可能的行为提出了一些有趣的暗示。

与其他‘粒子’暗物质候选者不同，超轻暗物质粒子的行为更类似于经典（电磁）波，Kim说。

暗物质的波动特性可能会导致意想不到的行为。

特别是，最近的理论研究表明，星系晕内暗物质的密度应该发生随机变化，推挤整个星系，并可能留下暗物质组成的微妙线索。

想象海洋中的波浪；

我们一直看到海洋表面有波动，并且以不可预测的方式演变，金说。

超轻暗物质晕也会发生同样的情况，金补充说，由此产生的波动可能会使地球和太阳之间的距离延长数百万倍。

如果暗物质是超轻的，如果它确实表现得像波，那么科学家有可能用引力波探测器探测到它的运动。

引力波探测器前来救援一位艺术家对欧洲航天局刚刚批准建造的天基LISA引力波探测器的印象。

（图片来源:uux.cn/EADS·阿斯特拉姆）根据爱因斯坦的广义相对论，引力波是时空结构中的波纹。

当这样的波通过引力波探测器时，它会改变内部空间的几何形状，暂时改变放置在探测器内部的两个镜子或其他类似物体之间的距离。

这种微小的变化使科学家能够探测到引力波的存在。

在他的研究中，金提出，这个距离不仅会被引力波改变，还会被移动的暗物质波动改变，这种波动可能会用其引力场吸引镜子，就像地球吸引围绕它运行的天体一样。

这些波动在太阳系内随机移动，并不断轰击引力波探测器，金说。

为了了解现代引力波探测器是否能在理论上探测到超轻暗物质的影响，金计算了不同大小的暗物质粒子可能如何扰乱时空。

金必须探索各种质量——比电子质量小16到28个数量级。

他的理论分析表明，对于所有这些质量，现有的探测器（如激光干涉引力波天文台（LIGO）在2015年帮助证明了引力波的存在）将无法探测到暗物质波动，因为它们的灵敏度太低。

然而，有几个未来引力波探测器的项目将位于太空中，它们的卫星之间的距离不会像LIGO的镜子之间的距离那样只有几英里，而是大约一百万倍。

如果这个距离发生了哪怕很小的变化，变化的幅度应该很大，以至于暗物质的影响应该是可以测量的。

我发现暗物质波动轰击可能会在引力波探测器中留下独特的信号，未来潜在的星载探测器可能能够测试超轻暗物质的假设，金说。

我的提议利用了未来的星载引力波探测器，如激光干涉仪空间天线（LISA）。

LISA目前计划在2030年代中期发射，这一理论可能需要十多年才能得到验证。

然而，金补充说，与此同时，可能有其他方法来检测暗物质对时空的影响。

他说:我目前正在研究快速旋转的中子星的前景，作为探测这种波动的另一种方法。

小行星对恐龙来说可能是坏消息，但对真菌来说却是好消息

二叠纪-三叠纪灭绝（2.52亿年前）后，全球范围内都有真菌大量繁殖的记录，但在恐龙灭绝后，只在新西兰的一个地点有记录。

美国巴尔的摩约翰斯·霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员Rosanna P.Baker和Arturo Casadevall想要调查这种后来的真菌爆发是否也是一种全球现象。

寻找古代孢子两人分析了从科罗拉多州和北达科他州保存良好的地质遗址采集的沉积样本。

他们考察了晚白垩纪、白垩纪-古近纪边界以及早古新世的材料。

为了提高发现古老真菌孢子的机会，贝克和卡萨德瓦尔采用了更温和、无酸性的制备技术，而非传统的处理方法，后者能去除脆弱或较小的孢子。

研究人员在他们调查的三个地点发现了真菌爆炸。

具体来说，他们报告称，在小行星撞击前大约3万到1万年，真菌大发已经开始。

他们认为这可能与现今印度地区德干陷阱火山大规模喷发期间的气候冷却有关。

那颗消灭恐龙的小行星可能引发了全球真菌大流行鲍林坑段有真菌刺。

（A）左侧的照片显示了岩石地层学，K/Pg边界由黄色虚线表示，与每个样品中真菌形态在总微化石计数中所占百分比的柱状图（右侧）对齐。

（B）三种真菌穗中最丰富的真菌形态类型的代表性图像。

研究作者在论文中写道：“晚白垩纪真菌繁殖事件与德干火山活动的时间关联表明，生态动荡发生在波利斯撞击前数万年，可能促成了白垩纪-古近纪灭绝事件。

”然后，小行星撞击后，真菌活动出现了更显著的激增。

“我们的结果证实了K/Pg边界出现真菌激增，支持了这一假设：这次大规模灭绝，就像标志着二叠纪末期的那次灭绝一样，随后是全球范围内真菌活动增加的时期。

”真菌盛宴科学家们认为，这两种真菌爆发的主要驱动力是大量死去的有机物积累。

首次花期，由于大量二氧化硫和灰烬喷射到大气中，导致的快速气候变化很可能扰乱了陆地植物生态系统。

作为自然的循环利用者，真菌会在突然大量死去的有机物中繁衍。

同样的过程将在小行星撞击后以更大尺度发生，该撞击使地球陷入全球撞击冬季，留下更多腐朽物质。

暗物质托举星河 初代星系就此诞生

在宇宙大爆炸发生许久之后，宇宙空间慢慢降温趋于平稳，整个宇宙之中分布最广泛的物质，便是轻盈稀薄的氢原子与氦原子，无数原子相互聚拢，汇聚成一片片规模庞大、范围辽阔的氢氦分子云。

彼时的宇宙环境空旷辽阔，没有成型恒星，没有规整星系，只有漫天漂浮的气态星云，均匀散布在广阔时空之中，整个宇宙处于一片寂静空旷的状态。

这些庞大的氢氦分子云质地松散，密度极低，原本只会在宇宙空间里缓慢飘荡，很难依靠自身引力完成聚集收缩，自然也无法孕育出天体与星系。

就在气态星云漫无目的游离之时，潜藏在宇宙深处看不见的暗物质，开始发挥出至关重要的引力作用，悄悄改变着宇宙物质的分布格局。

暗物质本身无法被人类直接观测捕捉，却占据着宇宙极大的质量占比，并且在宇宙早期就已经率先完成聚集排布，在宇宙各处形成了疏密不一的暗物质引力网，众多区域渐渐形成暗物质高度密集的核心地带，如同在宇宙之中埋下无数无形的引力基石。

原本四处飘散的巨大氢氦分子云，最先感受到来自暗物质密集区域的强大引力拉扯。

不受实体形态束缚的引力不断向外扩散，一点点牵动周边零散的气态物质，原本四散游离的气体尘埃，开始缓缓朝着暗物质聚集最浓厚的方位不断靠拢聚集。

随着时间不断推移，越来越多的氢氦气体被持续吸引而来，源源不断汇入暗物质核心区域。

原本松散辽阔的分子云不断收拢范围，体积慢慢缩小，整体密度随之不断升高，星云内部的物质排布变得愈发紧实，原本轻盈涣散的气态结构，在长期引力束缚下愈发稳固。

大量气态物质持续堆积聚拢，星云内部的引力作用也随之不断变强，内部压强与温度稳步上升。

当聚集的物质体量达到临界数值之后，星云内部率先发生聚变反应，一颗颗初代恒星就此陆续诞生，零散的恒星相互依托聚集，再搭配周边环绕的气态物质与星际尘埃，慢慢搭建起最基础的天体群落结构。

依托暗物质强大的引力框架，聚拢而来的氢氦分子云不断演化整合，内部天体有序排布，外围气体物质层层包裹，不再是零散漂浮的星云状态，正式成型为宇宙诞生以来第一批结构完整、形态稳定的原始星系。

这一批初代星系，也是整个宇宙星河体系最早的雏形。

可以说暗物质就像是搭建宇宙星系的无形骨架，提前划定好了物质聚集的核心区域。

如果缺少暗物质带来的强大引力束缚，仅依靠普通物质自身微弱的引力，广袤的氢氦分子云很难完成大规模聚拢，初代星系的形成周期会无限拉长，甚至无法顺利成型。

正是暗物质搭建起宇宙早期的引力网络，牵引海量基础气态物质完成汇聚，才有了宇宙最早的星系雏形。

而这些最早诞生的星系，在漫长岁月里不断碰撞合并、演化成长，慢慢繁衍出更多恒星、行星以及各类星际天体，一步步勾勒出如今璀璨壮阔的宇宙星河版图。