我們搞錯方向了？新理論指出，暗物質或許來源於鏡像宇宙

在現代物理學所有未解謎題中，暗物質是最讓人抓狂的那個。

它佔了整個宇宙質量的80%，卻始終不肯留下任何可供測量的痕跡。幾十年來，無數實驗設備日以繼夜地搜索它的蹤跡，從粒子對撞機到地下探測器，幾乎全軍覆沒。

我們只能確認暗物質確實存在，但它究竟是什麼，沒有人知道。

最近，加州大學聖克魯茲分校的理論物理學家Stefano Profumo給出了兩個新思路。這兩個方案都一腳踢開了那些陳舊又屢戰屢敗的暗物質模型，比如超對稱粒子、WIMPs（弱相互作用大質量粒子）這類已經被實驗證明“不太可能”的老派候選人。

他乾脆換了個方向：既然你找不到它，不如接受一個現實——它根本就不是我們熟悉的物理體系的一部分。

鏡像世界裡的“暗QCD”

第一個理論，聽上去像科幻小說，但基礎卻非常嚴謹：暗物質可能來自一個完全獨立的“鏡像宇宙”。

這個“鏡像宇宙”不是你在電影上看到的那種平行世界，它不會出現另一個你穿着反色衣服來追殺你。

它更像是一個完全封閉的“物理隔間”，擁有和我們世界類似的物理法則，比如強核力，但所有的粒子、力場、相互作用都侷限於它自己那邊，我們這邊根本探測不到。

Profumo基於類QCD（量子色動力學）的邏輯構建了一個“暗QCD”理論。在這套理論中，鏡像世界裡有暗夸克、暗膠子，它們結合成類似於我們世界中的“重子”的複合物，稱爲“暗重子”。

這些暗重子可以在宇宙早期極高密度下坍縮，形成穩定、緻密的黑洞狀物體。這些黑洞質量大約是普朗克質量的幾倍，非常小，卻能穩定存在至今。

關鍵在於，它們只與我們通過引力相互作用，別說電磁力了，連弱相互作用都不搭理。換句話說，這些“暗重子黑洞”對我們的探測器徹底隱形，卻可能就是支撐宇宙結構的“暗網”。

更有意思的是，這種設想不依賴任何新物理，它只是把我們已知的QCD機制在另一個完全孤立的空間複製了一份。模型自洽，邏輯封閉，沒有魔法，沒有破格跳躍。你可以看作是我們物理世界的“鏡像版本”，只不過這面鏡子，我們永遠照不到。

從宇宙的邊緣蒸發出來的暗物質

如果說第一個設想還保留了“粒子”這個概念，那麼第二個方案就更加離經叛道了。Profumo在2025年5月發表的另一篇論文中指出，暗物質也許壓根不是通過什麼相互作用產生的，而是“膨脹宇宙”自己蒸發出來的副產品。

這聽起來像玄學，其實是建立在嚴肅物理框架——量子場論和彎曲時空背景下的計算之上。

背景是這樣的：宇宙在誕生之初經歷了一段極其劇烈的暴脹過程，幾乎以指數速度擴張。Profumo假設，在暴脹結束之後，如果宇宙出現了一個稍微“次一級”的加速膨脹階段，那麼這個過程本身就足以像黑洞視界那樣，在“宇宙視界”上引發量子漲落，產生粒子。

這種機制不需要暗物質和任何已知粒子發生作用，只需要它夠穩定、產生得夠多。剩下的交給引力，它就能在宏觀尺度上表現出暗物質的效應。

與其說這是“粒子”，不如說它是宇宙自身動力學產生的“量子殘留物”，從時間和空間的劇烈變化中自然誕生。就像黑洞能“蒸發”出霍金輻射一樣，宇宙的視界也可以產生出足以影響宇宙結構的粒子。

這個設想最值得稱道的地方在於，它完全擺脫了對“具體暗物質粒子”的執念。它不關心暗物質有沒有電荷、自旋、相互作用截面，它只要求它存在、穩定、產生得足夠多，其他一律不重要。

爲什麼這兩種理論值得我們重新思考？

因爲過去30年裡我們押注的方向，正在逐步被數據“打臉”。

大型強子對撞機（LHC）沒能發現任何超對稱粒子的蹤跡。各種地下暗物質探測器也屢屢報告“零結果”。傳統的“粒子暗物質模型”越來越像一個燒了幾百億預算卻毫無產出的大賭場。

Profumo這兩種理論不是在“逃避現實”，而是在接受現實。它們代表了一種新的研究範式：與其窮追猛打地尋找某個具體的“暗物質粒子”，不如退後一步，從宇宙早期物理和量子引力的角度重構整個問題。

他的設想沒有藉助新物理，卻指出了兩條完全不同的路徑，一是存在於另一個完全封閉的暗物質世界，二是由宇宙自身的膨脹機制“蒸發”出來。這兩種方式，邏輯上自洽、理論上嚴謹，而且可以通過未來的宇宙學觀測間接驗證。

一個不太樂觀但必須接受的結論

暗物質，可能並不“想”被我們發現。不是它太神秘，而是我們的方法太侷限。我們一直用看得見、摸得着、能對撞的方式去尋找一個可能完全脫離我們物理框架的存在。我們以爲只要加大能量、提高靈敏度，總能抓到蛛絲馬跡。但也許從一開始，我們就根本不在它的頻道上。

所以現在，不是“再做一個更靈敏的探測器”這種老路的問題，而是你是否有勇氣承認——暗物質也許不是粒子，也不是某個你沒發現的場，而是來自一個你根本無法插手的機制。

它可能是一種“次宇宙邏輯”，存在於我們理解力邊緣之外。

而我們該做的，不是強行把它拉進我們這套物理世界觀，而是試着去拓展我們的世界觀本身。

歡迎來到暗物質研究的後粒子時代。

（參考論文：Stefano Profumo, Dark baryon black holes,Physical Review D(2025). DOI: 10.1103/PhysRevD.111.095010）