暗物质粒子也会携带电荷吗？在最近一项新的研究中

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在最近一项新的研究中，《哈佛大学报》（Harvard Gazette）的天文学家为构成绝大部分宇宙的隐形物质——暗物质提出了一种新的模型。天文学家探究了通过电磁力将带电暗物质粒子与正常物质联系起来的可能性。

一切开始于产生紫外线的恒星。一般情况下，这种紫外线与恒星之间气体里的冷氢原子相互作用，并使原子吸收大爆炸遗留下来的宇宙微波背景（CMB）辐射。在大爆炸之后不到2亿年的这段时间内，这种吸收本应该会导致CMB的强度下降。

他们的研究与最近检测全球再电离时期信号实验（EDGES）宣布的结果相吻合。天文学家甚至报告说，他们已经从恒星的起源探测到无线电信号，以及对暗物质和正常物质之间关系的可能确认。

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哈佛-史密森天体物理中心（CfA）的Avi Loeb表示，不管如何解析EDGES的结果，他们都可以用自己的研究进行基本物理解释。暗物质的本质是科学中最大的谜团之一，他们需要使用任何相关的新数据来解决它。

领导一项新研究的物理系博士后研究员Julian Munoz表示，当CMB辐射被吸收的时候，任何与普通物质相关的自由电子或质子都会以其最慢的速度运动（它们后来被第一个黑洞的X射线加热）。散射带电粒子在低速时是最有效的。因此，在这段时间内，如果某些暗物质粒子带电的话，正常物质和暗物质之间的任何相互作用都是最强的。这种相互作用会导致氢气冷却，因为暗物质很冷，这可能会留下一个可观察的特征，就像EDGES项目所宣称的那样。

Loeb表示，通过宇宙黎明的可测量的信号，他们正缩小暗物质粒子携带一个微小电荷的可能性，这个电荷相当于一个电子的一百万分之一。即使是最大的粒子加速器也无法观测到如此微小的电荷。

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只有少量带有微弱电荷的暗物质既能解释EDGES数据，又能与其他观测结果一致。如果暗物质带电，这些粒子就会偏离靠近银河系的区域，并被阻止重新进入。这与观测显示大量的暗物质靠近我们星系圆盘相冲突。

质子和电子在早期宇宙中结合形成中性原子。这些带电粒子中只有一小部分，大约千分之一是自由的。天文学家表示，暗物质可能也以类似方式表现。他们认为， EDGES进行的实验可能是检测少数剩余带电粒子的唯一方法，因为绝大多数暗物质都是中性的。

该研究已经发布在《自然》（Nature）杂志上。