对爱因斯坦环的新研究表明，暗物质的行为更像波，而不是粒子

物理学家认为，宇宙中的大部分物质都是由一种看不见的物质组成的，我们只能通过它对我们能看到的恒星和星系的间接作用来了解它。

这种物质就是暗物质，没有暗物质，我们看到的宇宙将毫无意义。但暗物质的本质是一个长期存在的难题，近日，一项研究利用光的引力弯曲使我们更接近理解暗物质。

看不见但无所不在

暗物质不发光，也不吸收或反射光，这使得它难以探测。一些科学家们认为它一定是某种未知的基本粒子，但除此之外，他们一无所知。到目前为止，所有在实验室中探测暗物质粒子的尝试都失败了，物理学家几十年来一直在争论它的性质。

科学家们提出了两个主要的暗物质假设，一个是称为弱相互作用大质量粒子（WIMP）的相对较重的粒子，另一个是称为轴子的极轻粒子。从理论上讲，WIMP的行为类似于粒子，而由于量子干涉，轴子的行为更像波。

此前，科学家们一直在争论两种可能性，但现在遥远星系周围的光线提供了线索。

引力透镜和爱因斯坦环

当穿过宇宙的光经过像星系这样的大质量物体时，它的路径会发生弯曲，因为根据爱因斯坦的广义相对论，大质量物体的引力会扭曲自身周围的空间。

因此，有时当我们观察一个遥远的星系时，我们可以看到它后面其他星系的扭曲图像。如果图像完美排列，来自背景星系的光将被组成围绕较近星系的圆环。这种光的扭曲被称为“引力透镜”，它所产生的圆环被称为“爱因斯坦环”。

通过研究爱因斯坦环是如何扭曲的，科学家们可发现了暗物质的特性。

轴子还是WIMP？

研究团队在前景透镜星系周围发现同一背景物体的多个爱因斯坦环图像，他们特别关注了一个名为HS 0810+2554的系统。通过详细建模，他们计算出如果暗物质由WIMP组成，图像将如何失真，而如果暗物质由轴子组成，图像将如何失真。结果表明，轴子模型准确复现了系统。

粒子和星系

这项新研究建立在先前研究的基础上，这些研究也指出轴子是更可能的暗物质形式。

对暗物质的更好理解将对粒子物理学和早期宇宙的了解产生深刻影响，它还可以帮助我们更好地了解星系如何随着时间的推移而形成和变化。