✒️ 🚝 🧔🏼 暗物质的温度是多少？ 👩‍🎓 👩🏿‍⚖️ 🐍

这一事实从未与奇迹并存。真理鄙视奇迹的帮助。一个事实与宇宙中的任何其他事实都吻合，这就是人们可以知道它是否为事实的方式。谎言不会与其他谎言重合。
- 罗伯特·格林·英格索尔

关于宇宙的最惊人的事实之一就是它是可知的！据我们所知，一些基本定律，特性和粒子可以将我们从一个热的，密集的，几乎同质的宇宙带到我们观测到的数十亿个星系中的数十亿个恒星的复杂系统。

宇宙研究中最令人惊讶但也是最可靠的结果之一是，暗物质是一种不与光，原子或自身相互作用的物质，除了引力相互作用外，不仅存在，而且在原子数量上占主导地位五次！

有大量证据得出这一结论，其中最好的两个就是CMB的波动

和整个宇宙中星系的分布（称为大型结构）。

接下来我们要做的是弄清楚如何创建和/或发现暗物质，以了解其含义。

不幸的是，由于它不与普通物质相互作用（除非通过重力作用），并且重力比每十次重力弱。³⁰，比其他已知的交互方式，我们还无法做到这一点。但是，通过观察我们可以问和回答的问题之一是暗物质相对于其质量的动能是多少。

CMB波动完全与此无关。暗物质可以超相对论的速度移动，或者根本不移动，而这些波动根本不会改变。

但是许多事情对暗物质的速度很敏感。打个比方，可以将其视为球中的分子。

如果分子快速移动，则意味着高温，球从内部受到压力，结果球变大，球中的气体稀薄。

另一方面，如果分子缓慢移动，这对应于低温，球内部的压力较小，球的压力变小，并且内部气体的密度变大。

但是，这种类比不能完全适用于暗物质。普通分子彼此碰撞，并与球表面碰撞。暗物质只是以其在不断扩展的宇宙中的速度飞翔。它要么移动得足够慢以导致物体的重力坍塌（以及恒星，星系，星团等的形成），要么移动得很快，从而使其难以形成。

让我们来看看宇宙的过去，以澄清这个问题。

我们将看到许多结构会限制温度或暗物质的速度。在具有数亿年历史的宇宙中，我们不仅会发现星系或类星体，尽管它们的存在非常重要。

我们将在较小的范围内发现原始氢的坍塌颗粒，密度很高且很冷。由于图中线的深度和较小宽度（早期宇宙中冷氢的吸收线），我们可以很好地限制暗物质的移动速度。

因此我们可以拒绝热暗物质的想法，其中大多数是某种小质量的普通相对论中微子。但是我们可以模拟暗物质的不同温度-高温，低温或平均温度，然后查看获得的预测。

从上到下-冷，热和热暗物质的模型，从

这里开始乐趣。冷热HM给出的结果通常与小规模和大型结构的观测结果一致。在数十万光年以上的尺度上，这两种类型的HM形成几乎无法区分的结构。但是在较小的范围内（不超过单个大星系），存在非常明显的差异。

为了模拟，您可以研究单个星系并在其中重新创建暗物质的分布。冷TM理论的预测与上面的四行一致，这很难与观测值相吻合。等温模型（底线）始终可以更好地工作，但是其中没有合适的候选粒子（而对于冷TM，则有WIMP，轴和其他许多候选粒子）。

但是天文学家长期以来一直认为温暖的TM更适合。物理学家更喜欢感冒TM，因为它很容易被发现-这就是CDMS，XENON，Edelweiss和LHC等大多数项目集中精力的地方。

但是长期以来一直存在一个谜。在像我们银河系这样的单个星系的尺度上，cold TM预测大量的块状卫星星系。并且尽管我们的本地组中有很多，但是仍然没有所需的数量。

达勒姆大学（Durham University）的卡洛斯·弗兰克（Carlos Frenk）– NFW档案中的字母F取自他的姓氏–在过去的几年中，他从事了一系列非常敏感的TM模拟和结构形成工作，得出了非常重要的结果。

温馨的TM作品！银河系周围的矮星系并不像冷TM所要求的那么密集，也不像冷TM所要求的那么多，但是温暖TM的模拟结果与观测结果一致！

这尤其令人惊讶，因为我们可以大规模比较冷和热HM的影响，而长期以来我们的观测非常准确。

他们是一样的！在大范围内，冷热HM对簇的结果相同。这太好了，因为正是在这里我们的理论与观察最一致！

而且规模较小？

温暖的TM表现更好。但是，如果温暖的TM是我们天文之谜的答案，那么这对物理学意味着什么呢？

这意味着我们不会在现在的位置找到她。这些也许是不育的中微子。中微子的第四种类型，不是以我们惯常的方式与他人交配吗？也许这是我们之前从未想过的新型粒子？也许这就像斧头一样，不是由于寒冷（如标准理论所预测的那样）而诞生的，而是由于新的相互作用或配对而变得温暖（以热的遗物形式出现）而是热的？

尽管如此，现在是时候为温暖的TM重新打开大门了，而不是由于缺少合适的候选粒子而放弃了这个想法。重力和结构的形成不会说谎，所以让我们听听它们告诉我们的！

暗物质的温度是多少？

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