我们能否通过增加宇宙的维度来解释暗物质？

　　研究作者之一、美国加州大学河滨分校物理学和天文学助理教授弗利普·塔内多在一份声明中说：“我们生活在暗物质的海洋中，但我们对它可能是什么知之甚少。”
　　过去几十年来，每一次试图用已知物理学解释暗物质的尝试都失败了，因此塔内多和他的合作者们希望开发更好的模型，以更精确地匹配观测结果。他们提出的一个问题是，如果暗物质在一个比三维更多维的空间中，以连续的力发生自相互作用会怎样？这听起来很不可思议，但他们以此建立的模型确实比传统的简单暗物质模型能更好地解释小型星系中恒星的行为。所以，这个问题值得再深入探讨一番。
　　
　　尽管宇宙学家还不知道暗物质的“身份”，但他们已经对它的一些基本属性有所了解。所有的观测结果都表明，暗物质是由某种物理学上未知的新粒子组成的。这种粒子充斥着每个星系，占宇宙质量的80%以上。它们不会与光有太多的相互作用，如果有的话，我们或许已经在天文观测中看到它们了。而且，这种粒子也肯定不会与正常物质发生显著的相互作用，如果有的话，我们可能就会在粒子对撞机实验中看到它们。
　　综合这些特性，宇宙学家得以建立复杂的计算机模拟程序，以重现宇宙中大型结构的演化。这些模拟通常与观察结果相符，但需要注意一个有趣的问题。据这个简化的暗物质模型预测，小型星系的核心应该具有非常高密度的暗物质，宇宙学家将这种模型称为“尖峰”（cusp）模型；然而，目前的观测结果表明，暗物质的密度是相对平坦的，因此这些神秘的物质必须均匀地分散在整个小星系，该模型被称为“核心”（core）模型。
　　几十年来，这个“峰-核”问题一直困扰着暗物质领域的研究者。一个成功的暗物质模型必须能够解释大小星系的行为，以及其他关于暗物质的观测结果。对该问题有一个较为流行的解释，被称为“自相互作用暗物质模型”（SIDM）。顾名思义，该模型预测了暗物质偶尔会与自身发生相互作用，这就意味着暗物质粒子有时会相互碰撞，甚至发生湮灭。这种自相互作用使高暗物质密度的区域变得平坦，在小型星系中使“尖峰”变成了“核心”。
　　

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