暗物质和暗能量,如果暗物质是乔装改扮的普通物质(2)

但标准模型也令物理学家感到不悦。它的数学结构显得有点零碎，仍包含很多空白，尤其是不能解释暗物质。暗物质占据了宇宙中物质成分的85%，但它们既不吸收也不发出光线，与其他物质只有极其微弱的相互作用。

面对这一谜题，物理学家遵循传统，“发明”出了暗物质粒子各式各样的候选体，从质量较小的弱相互作用大质量粒子到会衰变的超重暗物质粒子，但至今无一被确认。超对称性预言所有已知粒子都有一个质量更大的超伙伴粒子，到目前也一无所获。

沿着这条路你会发现，在某个地方“发明”新粒子这一万金油似乎也失效了。这使得斯塔克曼得出了一个具有挑衅性的结论。“你看，标准模型在实验上是成功的，”他说，“因此，我们需要克服的仅仅是关于它的哲学和美学问题。”与不断地“发明”粒子不同，斯塔克曼认为，我们需要更加审慎地看待已经知道的事物，也许已有的粒子就能解决这些问题。

 

 

暗物质和暗能量,如果暗物质是乔装改扮的普通物质

 

研究人员用大型强子对撞机发现了一种被称为五夸克的新粒子。这幅图显示了五夸克粒子中夸克分布的一种可能。

要形成我们周遭的物质，基本粒子必须要以一定的配置聚集到一起。例如，3个夸克结合在一起便形成了重子;构成原子核的质子和中子都由3个夸克组成（质子含有2个上夸克和1个下夸克，中子含有1个上夸克和2个下夸克）;上、下夸克是6种夸克中质量最轻的。我们还知道一种夸克和反夸克的短命组合，被称为介子。

 

 

暗物质和暗能量,如果暗物质是乔装改扮的普通物质

 

不过，夸克本身就很古怪。由于把它们束缚在一起的强核力的特殊属性，它们无法自由地出现。当夸克之间的距离较小时，强核力较弱。但当这个距离增大时，这个力就会变强，把夸克拉回到一起。强核力的另一个奇特性质在于它在高能量下会变弱，例如在大型强子对撞机中粒子碰撞时。物理学家可以计算出在这些高能量下夸克是如何相互作用的，但低能量下把夸克束缚在一起强核力会变强。其结果是，物理学家仍然很难解释夸克是如何构成介子和重子的，因为这一过程发生在较低的能量下。