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[探索频道] 其他很多闻名的暗物质探测实行,也都没能发现暗物质粒子

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 楼主| 发表于 2019-4-29 18:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

这是一个十分好的问题,一些科学家曾经猜测宇宙中存在暗物质构成的天体,乃至存在暗生命了。当然,暗物质之因而被称为暗物质,便是由于观测不到,因而,就算有暗物质构成的天体,我们也看不到。

20世纪30年月,瑞士天文学家兹维基在察看银河系的星球活动时,发现星系边缘的一些星球跑得很快,按星系的引力来计算,是拉不住它们的,但是它们并没有飞走。兹维基由此以为,在它们附近必然存在一些看不到的物质。不过,他以为这是银河系特有的区域性景象,把它们称为“缺失的质量”。

过了40多年,天文学界委曲承受了这一头脑。观测数据表明,若无这些看不到的物质的作用,很多星系都得散架。20世纪 80年月,天文学界终于见解到,这些看不见的物质在宇宙中广泛存在,且在宇宙中占据了压倒性的份额。那些构成可见原子的东西在宇宙空间中散布很希罕,密度仅自负于每立方米平均含有250个质子,可见物质在宇宙中能够处于次要地位。但宇宙学家还是坚持以为,可见宇宙所发作的事变更令人高兴(也许暗宇宙中发作着更惊人的事变,只是人们不晓得而已)。他们猜测,暗物质是单一物质,且其作用范围很有限,趋势于聚集成宏大而松懈的云层,像饺子一样把可见宇宙拉住。大多理论物理学家以为,暗物质应是一种大质量的、弱互相作用的粒子,分冷、暖两类,主流见解偏向于冷(所谓冷暖,是指其速率的快慢)。它们皆为惰性的实体,质量约为质子的100倍。按理论计算,若两个暗物质粒子相撞(其概率极微小),它们都将泯没,并收回伽马射线。

肯定,美国航空航天局运用CLAST伽马射线大视场空间望远镜寻觅暗物质,但未有结果。费米实行室的胡珀说:“暗物质粒子的泯没辐射能够很暗,致使CLAST伽马射线大视场空间望远镜很难有作为。”人们还曾对欧洲核子研讨所的大型强子对撞机寄予盼望,但该项目的研讨团队称,他们找到了科学界期盼已久的希格斯粒子(它赋予物质质量),却未发现暗物质粒子。

其他很多闻名的暗物质探测实行,也都没能发现暗物质粒子。加利福尼亚大学的芬格说:“一旦越出暗物质是一种粒子的观念,就有很多方向可走。”纽约赫顿学院的威尔等人提出了暗原子的概念,说暗原子就像平凡的氢原子,一个暗电子绕着一个暗质子。它们也可通过吸取可放射的暗光子来改动暗原子的能量程度。

本来,全部的竭力都未改动暗物质的根本假定,即它总的来说是简单的、呈惰性的。但是荷兰阿姆斯特丹大学的物理学家温尼格的研讨却激烈地撼动了这一近况。在几年前,他和同事研讨了费米实行室43个月内收集的全部数据,这是美国航空航天局空间天文台对伽马射线进行扫描的结果。该台接纳到一个非同寻常的信号,与其他辐射完全不同。偶尔的宇宙性迸发事变发生的高能辐射大致遍及电磁波谱的全部波段,而这一辐射却完全不同,十分相似一个危难的呼叫。温尼格及其同事重复研讨了这一信号,频频核对记载,以为这一伽马射线好像像理论上早就述及的暗粒子碰撞并互相泯没时收回的闪光。他们以为,这是暗物质活动的明显印记。

这一研讨结果具有不容忽视的宏大意义。温尼格仍在关注费米实行室的数据,他说:“若终极确认它是一个真实信号,那将令人震惊。”他以为,这能够是暗物质粒子互相碰撞的信号。通过这种碰撞,看不见的事物变得可见。

在温尼格公布了他们的研讨结果后,约有100篇论文紧跟而来。很多学者置信这个信号是真实存在的,并剖析、计算它的内涵。哈佛大学的兰德尔等人大为奋发,以为是时候丢弃有关暗物质的传统观念了。他和吉吉·范等哈佛大学的理论物理学家提出了一个关于暗物质的新理论。兰德尔说:“按现在的暗物质理论模子揣测,暗物质泯没信号应该是很薄弱的,难以测得。”他们以为,温尼格发现的是第二种范例的暗物质,它们不像主要范例那样弥散,而能互相作用,就像可见物质那样。这些互相作用型的暗物质聚集后,能够塌缩成一个盘面,并发生温尼格观测到的那种激烈信号。假如一种暗物质聚集成块,就有能够构成以前不曾想到的暗物质结构。它能够膨大成恒星,四周有暗原子构成的暗行星。在极端状况下,这类新型暗物质能够出现暗生命。我们能够正坐在一个影子星系的顶上!

双盘暗物质展现出很多复杂举动,一如平凡的可见物质。由于暗物质的总量很大,肯定,双盘暗物质的总量能够跟宇宙中的可见物质不相上下。兰德尔说:“这一以前从未有人考虑过的状况固然还难以证明,但它翻开了一个完整的新天下。而这也正是它令人着迷的地方。”

这一暗物质假定的逆转,的确令人吃惊。不过,天文学的进展不正是如许吗?500多年前,哥白尼丢弃了当时盛行的人类中央说。他以为,地球并非处于宇宙的中央,是地球绕着太阳转,并非太阳绕着地球。

要让主流科学家放弃原先的见解,并仔细地承受这个影子天下,还需一些牢靠的证据。温尼格担忧的是,费米实行室的数据太不置能否,不能作为铁证。他说:“我们需求同一实行的大量证据,证明(所说的东西)的确在那边。”

哈佛大学的天体物理学家芬克拜纳独立剖析了上述数据,也有相似温尼格的狐疑,感到其结果好像处于真伪之间。他说:“这是最令人懊恼的事变。一种能够是,信号没有我们想象的那么强。”

不论这一特别的观测我们怎样,兰德尔都计划跟进。若我们的星系真的在一个影子星系的上方, 那肯定有别的办法能够测得。

欧空局的普朗克探测飞船完成了对宇宙构成要素的长达15个月的绝后精细的探测。

结果表明,我们能看到的物质,只占宇宙总量的4.9%,另一种根本上看不见的物质占压倒性的比例,达26.8%,余下的68.3%是暗能量。总的说来,宇宙2/3的成分是看不见的、非物质的。

2013年秋日发射升空的“盖亚”号探测器,也许能完成一个宏大的、能阐明原形的探测。它将绘制出银河系内10亿颗恒星的地位和速率。我们能够从中找出十分态活动的星球,它们很能够正被一个不可见的、厚密的暗物质盘牵引,并由此揣测出暗物质盘的表面。

让我们等待暗物质真正的答案。


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