暗物质和暗能量 物理学天空这两朵乌云何时才能消散

  • 时间:
  • 浏览:1
  • 来源:大发快乐8

调查问题图片加载中,请稍候。

若长时间无响应,请刷新本页面

  “像20世纪初一样,21世纪初的物理学天空也所处两朵乌云,它们是暗物质和暗能量。”近日,中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所原所长陈和益在2019年国际暗物质日北京地区活动上没有 感慨。

  冒出与引力理论不一致问题图片

  1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了物质间的万有引力定律。3000多年后,爱因斯坦于1916年发表了广义相对论,把牛顿的引力理论推广到适用高速运动的物体。牛顿和爱因斯坦的引力理论老是被当当人们奉为圭臬。

  “然而,上世纪20年代起,过多的天文观测表明,在星系到宇宙的尺度所处有些与牛顿和爱因斯坦的引力理论不一致的问题图片。”陈和益说道。

  天文学家观测发现,旋涡星系的旋转曲线并没有 按引力理论预言的那样,在星系的发光区域以外更慢了 了 下降,本来平缓地延伸。在银河系所有的星球都绕银心转动,根据牛顿的万有引力,太阳转动的传输数率和银河系的质量以及太阳离银心的距离直接相关,都不能 推出太阳的转动传输数率为每秒170千米,就让 实际测量的结果却是每秒220千米—23000千米。

  究竟是那此致使引力理论失灵了呢?宇宙中还所处当当人们真不知道的神秘魅影?

  对宇宙中95%物质一无所知

  为了解释这个问题图片,科学家推断旋涡星系里必定有当当人们看不见的暗物质。还有所以有些的天文观测证据也表明有暗物质所处。宇宙微波背景辐射观测实验的结果给出了暗物质在宇宙物质总量的比例。在宇宙中,普通物质只占4.9%,暗物质占到26.8%,暗能量占到68.3%。

  “这个结果是相当惊人的。粒子物理的基本理论‘标准模型’正确地解释了几乎所有的实验问题图片,20世纪300年代以来,与之相关的研究获得了18次诺贝尔物理学奖。但这个成功的理论不能解释宇宙中不能5%的物质,而对剩下的95%一无所知,当当人们成了井底之蛙。”陈和益说。

  没有 ,当当人们一无所知的暗物质到底是那此?物理学家还真不知道。当当人们猜测,暗物质是本身具有弱相互作用的重粒子,它比氢原子要重几百倍甚至几千倍。

  对于这个既看不见也摸不着的暗物质,科学家们正在努力寻找它们。“暗物质寻找是近三十年国际粒子物理实验的热点之一,主要通过三类实验来寻找暗物质粒子。”陈和益告诉记者。

  三类实验正在搜寻暗物质粒子

  第本身类实验是在超高能对撞机上产生暗物质候选粒子,在欧洲的大型强子对撞机上有所以科学家从事没有 的工作,其中包括所以来自中国科研院所和高校的科学家。

  “‘对撞’本来本身寻找暗物质的措施,科学家还在‘上天’‘入地’寻找暗物质。所谓‘上天’,本来在外层空间间接探测暗物质,暗物质粒子就让 会湮灭,产生普通物质对,如正负电子对。都不能 通过测量宇宙线正电子来寻找暗物质,比如华人诺奖获得者丁肇中先生领导的阿尔法磁谱仪实验;也都不能 通过测量宇宙线电子加正电子来寻找暗物质,比如我国的‘悟空’卫星实验。”陈和益说道。

  而“入地”寻找暗物质,则是通过多地实验直接探测暗物质粒子。暗物质粒子就让 与普通物质所处概率极微小的碰撞,并把没有 静止的原子撞得“飞起来”。撞“飞起来”的原子就都不能 被观察到了,这本来直接探测。陈和益把这个探测措施比作“守株待兔”,暗物质粒子是兔子,普通物质的原子本来株。

  实际上,即便这三类实验之一发现了暗物质的候选粒子,确认它本来宇宙中的暗物质也是一项极为艰巨的任务。陈和益强调,本身实验或大概 本身,不能 相互验证,不能确认这个粒子的所处,这不能 理论和实验物理学家以及天文学家密切企业商务合作,一同努力。(陆成宽)

[ 责编:蔡琳 ]

阅读剩余全文(