【暗物质的性质】2019年 暗物质搜索不停步

2019-11-25 - 暗物质

宇宙中藏着某种神秘的东西,它看不见摸不着,我们仅能通过它施加给宇宙万物的引力,得知它的存在,这就是所谓的“暗物质”。暗物质对于解释恒星在星系中的运动以及人类观测到的其他宇宙现象必不可少,或许是很多宇宙事件的“幕后黑手”。

暗物质的性质

从上世纪80年代起,物理学家建造了一系列高精尖探测器,来寻找暗物质,但到目前为止,即使在最尖端复杂的实验中,暗物质也没有显露过哪怕一丝真容。

2019年,在暗物质玩的这场“躲猫猫”游戏中,科学家们将进入博弈的新阶段。从藏身地下的巨大探测器到高高在上傲视全天的大型望远镜,今年将进行的四大暗物质实验或许会给我们带来惊喜。

暗物质的性质

LIGO升级帮助寻找暗物质

2015年,“激光干涉仪引力波天文台”(LIGO)首次直接观测到引力波,让世界为之震惊和沸腾。在对设备进行一系列升级后,它将于今年早些时候开始第三轮观测。届时,它收集的数据将比以往任何时候都多。有科学家称,使用引力波数据有望揭示暗物质的“蛛丝马迹”。

2018年,有研究人员提出,如果宇宙某处潜伏着一个质量很小的“暗光子”,它的信号可能会在LIGO数据中出现,导致引力波特征出现非常特殊的不规则性。

暗光子是人类假想的普通光粒子的双胞胎粒子,如果它们存在,将是解释暗物质的一种方式。

研究人员希望,地面和未来的基于太空的引力波探测器能够做出重大发现,使暗物质研究尘埃落定。

随着LIGO“王者归来”,科学家很有可能在引力波数据中发现暗物质存在的证据。

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暗物质的存在一经证实,意味着人类首次发现了暗物质存在的形式,将是物理学的重大突破。暗物质被称为quot;世纪之谜quot;。它quot;霸占quot;了宇宙95的地盘,却摸不到看不着,甚至让爱因斯坦都迷糊了,否认了它的存在。令人兴奋的是,经过10年观测,紫金山天文台专家捕捉到了很可能是暗物质留下的quot;足迹quot;高能电子,这可能是暗物质存在的一个有力证据。

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一说到暗物质,大家想到的就是科幻片,其实暗物质是存在的,科学家认为暗物质是宇宙中不可见的物质,在整个宇宙中暗物质占据了23。2012年中国在四川的锦屏山里建造一个很“神秘”的地下实验室,清华大学和上海交通大学都有对暗物质的研究,他们在锦屏地下室实验室里都有自己的项目组,发表了暗物质的研究成果处于世界的先进水平。

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在估计了行星等一些看不见的质量之后,假如遥远星空的质量大致是“所见即所得”,那这两个质量应该差不多。然而,计算出来的结果是力学质量比光度质量高了400倍左右。换言之,力学质量里的绝大部分是我们看不到(不发光)的物质。如果没有这部分“看不见的物质”的作用,那么这个星系团的引力就不足以将其中的星系像现在这样束缚在一起。

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大家都知道,因为万有引力的存在,星系团内所有星系都绕着其中心旋转。每个星系的运动速度必须与束缚它的引力达成平衡才不至出轨;而且引力越强,其运动速度越快。实际观测却发现,星系的转速比根据牛顿和爱因斯坦的引力理论计算的结果大很多。说明宇宙中还存在着一类看不见的物质,在为星系提供引力。科学家称之为“暗物质”。

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大约20年前意大利格兰萨索国家实验室的DAMALIBRA实验开始公布数据,显示它已经探测到与银河系暗物质晕相互作用产生的信号调制。据信暗物质约占已知宇宙的27,而普通物质仅占4。剩下的69被认为是由暗能量构成的。由于暗物质与普通物质的相互作用很弱,迄今为止,人们只能从恒星、星系和星系团等可见天体的引力效应中推断出暗物质的存在。

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