物理学家在研究这些假想粒子的特性时,注意到其中一种粒子极其符合暗物质的假设。它可以通过引力和弱力(只有当粒子间距小于质子直径时才会发生)与其它粒子发生相互作用。另外,该粒子十分稳定,数量也符合宇宙正常演化的需求。
夏威夷大学物理学家杰森·库马尔(Jason Kumar)指出,WIMPs粒子“颇负美感”,拥有物理学家热爱的一切特征:简单,对称,优雅。但库马尔称:“很难将这些理论模型与我们观测到的数据相匹配。”这并不意味着WIMPs模型是错误的,但这的确引发了研究人员对一些十年前可能一笑了之的理论进行反思。“暗物质并不稳定”就是其中之一。
不稳定的影响
迪耶纳斯和托马斯刚刚提出“动态暗物质”理论时,才刚接触暗物质不久。由于刚刚入行,两人刚开始根本没担心过稳定性的问题。他们想共同定义一种新型暗物质。他们首先想到,暗物质会不会不止一种粒子、而是由多种不同粒子构成?其次,这些粒子是否可能衰变?有的可能短短几秒便会消失,有的则可存在数万亿年之久。关键在于,各类粒子的数量要刚好平衡,才能让大部分暗物质存留到今天。
迪耶纳斯和托马斯将这一新理论框架命名为“动态暗物质”,并开始在学术会议上分享这一观点。但按照迪耶纳斯的说法,该理论遭遇了“大量质疑”。
“人们一直在问稳定性的问题。”迪耶纳斯回忆道,“但我们并未按照传统方式思考这一点。”
物理学家又为何如此确定暗物质是稳定的呢?天文学家通过观察数十亿光年外的星系了解到,这些古老星系中的暗物质重量并不亚于年纪轻轻的邻近星系,至少差距没有大到能测量出的程度。此外,假如暗物质衰变为质量更轻、可探测到的粒子,这些粒子便会携带大量能量在宇宙中四处穿行。若真是如此,我们从地球上应当能探测到它们才对。并且,如果暗物质衰变发生在宇宙诞生初期,便会干扰元素的形成,改变宇宙中的化学环境。