在上个世纪，研究星系运动和宇宙微波背景辐射特性的天文学家们认识到，宇宙中大部分物质是不可见的。宇宙中大约84%的物质是“黑暗”物质，既不发光，也不发出任何其他已知的辐射，因此它被称为暗物质。暗物质的另一个主要特性是，暗物质只通过引力与其他物质相互作用：例如，它不携带电磁电荷。暗物质之所以“黑暗”，还因为它神秘莫测：暗物质不是由原子或它们通常的组成元素(如电子和质子)组成。
粒子物理学家已经想象出了与宇宙已知定律相一致的新型物质，但到目前为止，还没有一种物质被探测到，也没有一种物质的存在得到证实。2012年大型强子对撞机发现了希格斯玻色子，引发了人们的乐观情绪，认为暗物质粒子很快就会被发现，但到2019年的目前为止，还没有发现任何暗物质粒子，而之前有希望的粒子类别现在似乎是不太可能被发现的。天文学家认识到暗物质是宇宙中物质的主要组成部分。无论其性质如何，暗物质都深刻地影响了星系结构的演化和宇宙微波背景辐射(CMBR)的分布。
关键宇宙参数值(如膨胀率)之间的显著一致性来自于对两种完全不同大型宇宙结构的观测，即星系和宇宙微波背景辐射，为包括暗物质在内的宇宙大爆炸模型提供证据。目前暗物质模型假定它是“冷的”，也就是说，它不与任何其他种类的物质或辐射相互作用，甚至与自身相互作用，而不受引力的影响。这个宇宙学版本因此被称为冷暗物质情景，但宇宙学家怀疑，更精确的观测是否能够排除哪怕是很小程度的相互作用。
CfA天文学家索纳克·博斯带领一组同事对一种非常流行的(如果是推测性的)“暗物质”粒子，一种能与接近光速的轻粒子。这个版本形成了几种可能的热暗物质（也许更准确地说是相互作用的暗物质）场景之一。特别是，假设粒子被允许与中微子相互作用(中微子在早期炽热的宇宙中非常丰富)。科学家们用最先进的宇宙学模拟星系形成，建立了一个有这种热暗物质的宇宙模型。
发现对许多观测来说，这种影响太小，无法被察觉。然而，这种热暗物质的特征以一些独特方式存在，特别是遥远星系在空间中的分布方式，可以通过观察星系的氢气来绘制星系图来验证。未来高度敏感的观测应该能够进行这些测试。详细的氢气吸收分布图可以用来支持（或者排除）这种热暗物质的可能性，并阐明这种神秘的宇宙成分。
博科园｜研究/来自：哈佛史密森尼天体物理中心
参考期刊《皇家天文学会月刊》
DOI: 10.1093/mnras/stz1276
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