北京時間12月7日消息，據國外媒體報道，暗物質是宇宙中最古怪的物質之一，並且其古怪程度也許遠超我們的想象。科學家發現，這種神秘且隱形的物質可以通過將普通物質轉化成暗物質實現增殖。這種增殖方式又叫指數級增長。根據此前在《自然》期刊上發表的研究，這種現象在自然界中十分常見，菌落生長就是一個典型的例子。
自瑞士傳奇天文學家弗里茨·茲威基1933年首次在論文中描述以來，暗物質便一直是一個宇宙難題。宇宙中可以看見的物體均由普通物質構成，例如地球、恆星、樹木、人類等等，而暗物質就是這些普通物質的“卵生兄弟”，只是看不見、摸不着。科學家還不確定暗物質由什麼組成，也不清楚它們是如何形成的，只知道這些神秘物質約佔宇宙物質總量的85%。
但如果暗物質無法與光線發生相互作用，科學家看不見它們，他們又是如何確定暗物質無處不在的呢。事實上，暗物質是通過對其它天體的引力作用暴露自己的存在的。例如，NASA的研究人員此前發現，一些星團的真實引力遠大於根據其中可見物質測算出的引力，假如暗物質不存在的話，這些觀測結果根本講不通。
而此次研究人員提出的新機制認為，暗物質來自普通物質。之前一種名叫“熱退耦”（freeze-out）的主流機制認為，暗物質是在早期宇宙中形成的，當時所有粒子都在這鍋稠密、熾熱的“湯”中撞來撞去。該理論認為，大多數粒子開始時都是暗物質，但一旦與其它普通物質接觸，就會立即被摧毀，這種現象叫做“湮滅”。而將這種反應倒過來，就可以讓暗物質將早期宇宙中大量存在的普通物質取而代之，這一機制名為“冷凍耦合”（freeze-in）。
該研究主要作者將冷凍耦合機制推演到了最極端的一種情況。他們提出，最開始時，宇宙中普通物質的量遠多於暗物質，但這種情況很快發生了變化。研究人員推測，當一個暗物質粒子接觸其它粒子時，就會湮滅成另一種粒子，同時釋放出兩個暗物質粒子。這與其它基本粒子（比如正電子和電子）湮滅時產生兩個質子的原理十分相似。但與冷凍耦合不同的是，按照這一模型，暗物質可以實現指數級增長。這是一種全然不同的機制，假如事實果真如此，暗物質與普通物質高達6比1的比例便可得到解釋了。
但如果暗物質可以將其它所有物質都轉化為暗物質，這是否意味着整個宇宙最終都將變成一團巨大的暗物質呢？
不一定。如果這一過程長期持續下去，宇宙中的暗物質將比如今多得多。此次提出的新機制只在極端高溫下可行。隨着宇宙逐漸冷卻，該反應也會隨之停止，暗物質的量也就此鎖定。
不過，此次新提出的指數級增長模型只是解釋暗物質的眾多機制之一，就目前而言，關於暗物質的問題遠比答案多。（葉子）