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暗物质11个未解之谜:为你揭开神秘面纱

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20世纪300年代,一位叫石弗里茨·兹威基(Fritz Zwicky)的瑞士天文学家注意到,有一个 发生遥远星团中的星系的旋转速率远快于通过其可见物质计算得出的旋转速率。刚刚他提出,有有哪些星系中也许发生三种看不见的物质、即暗物质,通过引力拉动星系旋转。

此后,研究人员证实了宇宙各处都发生这些 神秘物质,刚刚其总量多达构成恒星、人体等普通物质的六倍。

然而,尽管你们 知道宇宙中发生暗物质,它们仍令科学家大伤脑筋。本文将为你介绍1有一个 有关暗物质的未解之谜。

暗物质是有哪些?

首那么说的刚刚 ,也最令人为难的刚刚 是,研究人员仍不清楚暗物质究竟为社 物。

一完后 刚刚开始有科学家猜测,宇宙中失踪的质量也许由黯淡的小型恒星及黑洞构成,但美国能源部费米实验室科学家唐·林肯(Don Lincoln)指出,全版观测结果显示,有有哪些天体的数量根本匮乏以解释暗物质的重大影响。

目前最不可能 解释暗物质之谜的“候选人”为“弱相互作用大质量粒子”,简称WIMP。该粒子的行为辦法 这类于中子,但质量不可能 比质子重10至3000倍。

不过,这些 猜想又带来了更多现象,不可能 数量那么 来太大,在此就不一一列举了。

你们 都可以探测到暗物质?

不可能 暗物质由WIMP粒子构成,就应该无处不在 ,但无法被你们 看见、也那么被探测到。那么 ,你们 为社 连一丁点WIMP粒子都没找到呢?

着实这类粒子几乎不与普通物质发生互动,但它们在宇宙中穿梭时,偶尔也会撞上有一个 质子或电子原来的普通粒子。刚刚,科学家在地下开展了一次又一次用到多量普通粒子的实验,避开外界的辐射干扰,模拟暗物质粒子的撞击过程。

但现象是,在数十年的研究完后 ,有有哪些探测器仍未做出任何具有可信度的发现。

今年年初,中国PandaX实验报告了最新一次WIMP粒子的探测情况表,结果又是一无所获。

加州大学河滨分校物理学家Hai-Bo Yu指出,照原来看来,真正的暗物质粒子不可能 比WIMP粒子小得多,不可能 其底部形态会大大增加研究难度。

暗物质仅由三种粒子构成吗?

普通物质既都可以由质子、电子原来的普通粒子构成,也都可以由中微子、渺子、介子原来奇奇不为社 粒子构成。刚刚刚刚 研究人员提出,占了宇宙全版物质85%的暗物质否是也会那么 冗杂呢?

“你们 那么 理由认为,宇宙中的所有暗物质都仅由三种粒子构成。”哈佛大学物理学家安德烈·卡兹(Andrey Katz)指出。这类,暗质子都可以与暗电子结合,构成暗原子,暗物质的世界也都可以与你们 见到的世界同样充裕、有趣。

着实那么 来太大的物理实验室完后 刚刚开始提出这类的设想,但无论是证实还是证伪,都令科学家们一筹莫展。

暗力量发生吗?

除了暗物质粒子之外,暗物质还不可能 会受到“暗力量”的影响,就像普通力对普通物质的影响一样。

刚刚 研究人员老要在寻找“暗光子”。这些 粒子这类于在普通粒子之间来回互换、从而产生电磁力的普通光子,只不过唯有暗物质粒子也能感觉到它的发生。

意大利物理学家正准备用一束电子和正电子轰击钻石。倘若暗光子真的发生,电子-正电子对就会湮灭,生成有一个 携带特殊力的“暗光子”。不可能 成功,或许会打开有一个 全新的宇宙领域。

暗物质会不不由轴子构成?

随着物理学家逐渐对WIMP粒子离开兴趣,其它暗物质粒子“候选人”完后 刚刚开始那么 获青睐。其中为首的是三种叫做“轴子”(axion)的粒子。

轴子质量极轻,不可能 那么质子的1031分之一。有几项实验正在对轴子展开研究。

近期计算机模拟显示,轴子也许会形成这类恒星的天体,而有有哪些天体不可能 会产生可被探测到的、这类快速射电暴的辐射。

暗物质有有哪些底部形态?

天文学家通过暗物质与普通物质间的引力作用发现了暗物质的发生,说明这是暗物质在宇宙中露面的主要途径。但要弄清暗物质的本质,科学家却步履维艰。

刚刚 理论认为,暗物质粒子应当是它们自身的反粒子,原应着着有一个 暗物质粒子一旦相遇、就会瞬间湮灭。

自2011年起,国际空间站上的α磁谱仪实验便老要在寻找这些 湮灭信号,迄今已探测到了数十万次。

科学家尚不挑选有有哪些湮灭信号否是来自于暗物质,也尚且无法通过有有哪些信号进一步了解暗物质的本质。

每个星系中都发生暗物质吗?

不可能 暗物质的质量远超普通物质质量,暗物质常被说成维系星系和星团的“控制力量”。但今年年初,天文学家发现了有一个 叫石NGC 1052-DF2的星系,其中似乎不含任何暗物质。

耶鲁大学的皮埃特·冯·多库姆(Pieter van Dokkum)当时表示:“暗物质显然全版都是形成星系的必需项。”

然而在今年夏天,另一支研究团队发布了当事人的分析结果,认为多库姆的团队对该星系的距离测量有误,这原应着着该星系中的可见物质着实比多库姆声称的少得多,暗物质的质量则比其提出的多得多。

要怎样解释DAMA/LIBRA实验结果?

长时间以来,欧洲DAMA/LIBRA实验的结果老要令粒子物理界的科学家们困惑不已。该探测器发生意大利格兰萨索山的一处地下矿井中,老要在寻找暗物质粒子的周期性振荡现象。

按理说,地球在公转过程中,不可能 刚好从围绕太阳系的暗物质星系流中穿过,就会发生这些 振荡现象。自1997年来,DAMA/LIBRA实验多次宣称观察到了这类振荡信号,但其它实验均未观察到过。

暗物质否是带电荷?

有一个 从宇宙之初发出的信号让刚刚 物理学家认为,暗物质也许涵盖电荷。宇宙初期、即大爆炸后1.8亿年形成的恒星会发射波长21厘米的辐射。而有有哪些辐射刚刚又会被低温氢吸收。

今年二月探测到这些 辐射信号时,其谱线显示,吸收辐射的氢的温度比完后 预想的还要低得多。

哈佛大学天体物理学家朱利安·穆诺兹(Julian Mu?oz)猜想,带电荷的暗物质也许从氢中带走了一主次热量,就像饮料中的冰块一样。但这些 猜想尚未得到证实。

普通粒子会衰变成暗物质吗?

中子是三种寿命有限的普通粒子。过了14.5分钟左右,有一个 单独发生的中子就会衰变成有一个 质子、有一个 电子和有一个 中微子。但在两次不同的实验中,得出的中子衰变时间略有区别,约相差9秒。

今年年初有物理学家提出,不可能 中子衰变过程中,有1%的时间里,主次中子会衰变成暗物质,就都可以解释这些 异常差异了。

美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的克里斯托弗·莫里斯(Christopher Morris)及其团队对中子进行了密切监测,希望找到不可能 为暗物质的信号,但一无所获。该研究认为,中子衰变也许还有其它解释。

暗物质真的发生吗?

不可能 科学家对暗物质的探测和解释那么 困难,自然那么人猜测,这些 切不可能 从一完后 刚刚开始倘若错的。多年来,老要有少数物理学家认为你们 的引力理论那么 多正确,基本力在大尺度上的运作机制与你们 的猜想那么 多一致。

有三种叫石“修正牛顿力学”的理论认为,根本不发生暗物质这些 东西,恒星和星系的旋转速率未必比你们 预先的要快,是不可能 引力的作用辦法 超出了你们 的想象。

用物理学家唐·林肯说说来说:“暗物质模型尚未得到证实。”但暗物质的反对者同样无法证实你们 的观点。刚刚最新证据显示,暗物质是着实发生的。

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