暗物质究竟有多可怕 什么是暗物质

什么是暗物质(暗物质有多可怕)
2010年12月12日,中国首个深地下“暗物质”实验室投入使用 。说到暗物质,你知道暗物质是什么吗?
天体物理学研究发现,在浩瀚的宇宙空中,我们能观测到的发光恒星(包括发射X射线和γ射线的恒星)的质量,只是宇宙中物质总质量的一小部分空 。很大一部分质量来自我们还没有弄清楚的东西 。这种盲目而真实的东西,我们称之为“暗物质” 。
科学家对暗物质的了解可以追溯到20世纪30年代初 。1933年,瑞士天文学家茨威基用两种不同的方法估算了彗差星团的总质量:光度法和动力学法 。结果动力学法计算的质量比光度法计算的质量大400倍!对于如此巨大的误差,只有一种解释:发光恒星的质量只是星系团质量的一小部分,大部分质量是未知的 。所以他称之为“质量不足” 。
当时这个发现并没有引起太多的关注 。直到1978年,当一些射电天文学家系统地测量螺旋星系的旋转曲线时,他们发现离星系中心不同距离的物体具有相同的线速度 。这种观察与我们熟悉的太阳系完全相反 。离太阳系中心越远,线速度越小 。这就是开普勒著名定律告诉我们的 。而星系周围物体的运动,也是引力引起的,也应该遵循开普勒定律!为此,有科学家提出,只有星系周围存在暗物质,那么观测到的星系运动才能与开普勒定律的计算结果相一致 。因此,星系发光物体外一定存在大量不可见暗物质的观点逐渐被人们所接受 。在这一观点的指导下,科学家们发现了许多暗物质存在的证据 。比如1983年,距离银河系中心20万光年的R15星被发现,表观速度为465米/秒,要产生这么大的速度,银河系的总质量至少要比发光区域大10倍 。
此外,在宇宙起源的理论研究中,科学家们确实觉得应该有暗物质来证明他们的理论 。
那么,暗物质到底是什么呢?对此,科学家们做出了很多猜想:有人说暗物质是宇宙中弥散的气体空,有人说它是宇宙中的尘埃,还有人猜测它是一颗变暗的“死星”,甚至是黑洞 。虽然这些猜想都有自己的道理,但缺乏有力的证据,不被学术界认可 。
在暗物质的众多候选者中,中微子是最受欢迎的 。因为它是一种已知存在于宇宙中的粒子,而且数量极大 。尤其是1980年,苏联理论与实验物理研究所宣布中微子的剩余质量可能不等于零之后,给人们带来了关于中微子与暗物质关系的丰富想象空 。由于中微子数量众多,即使它的静止质量很小,它的总质量仍然相当可观 。此外,大多数中微子不发光,只有微弱的电磁效应等等,这使得它们与暗物质非常相似 。
当然,粒子物理学家也预测了一些新粒子作为暗物质的候选粒子,如引力粒子、光学粒子、胶体粒子、Z粒子等 。不幸的是,到目前为止,还没有发现这些假设的新粒子 。要揭示暗物质的真正特征,似乎还有很长的路要走 。
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