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科学家前辈是怎么找暗物质的?

(2015-12-18 19:18:02)
标签:

杂谈

(本文节选自《知识就是力量》杂志2015年11月刊《天体物理奇景:暗物质与暗能量》一文,作者:李庆康,原创作品,转载请注明出自知识就是力量微信公众号

昨天,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将中国科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,这个消息令小编激动不已,不过,“悟空”真的会找到暗物质吗?小编也非常期待哦!不过,你可以从小编搜集的资料里,学习一些关于暗物质的小知识哦!我们先来看看科学家之前是怎么寻找暗物质的吧!

科学家前辈是怎么找暗物质的?

1932年,奥尔特(Oort Jan Hendrik,荷兰天体物理学家)指出,要解释银河系中恒星的轨道速度,需假定太阳附近存在着暗物质。


1933年,兹威基(Fritz Zwicky,瑞士天文学家)观测室女星系团中的运动,认为星系团中存在大量暗物质。


1939年,巴布科克(Horace W.Babcock,美国天文学家)得到的星系旋转曲线是暗物质存在的强有力的证据,但很遗憾他未将它归因于暗物质。


20世纪60-70年代,鲁宾(Vera Rubin,美国天文学家)和福特(Kent Ford,美国天文学家),首先利用星系旋转曲线这一强有力的证据深入研究了暗物质。


后来,很多观测结果表明:宇宙中不仅存在暗物质,而且是普通物质的若干倍。无论暗物质在宇宙中什么地方集结,普通物质都会如影随形。普通物质在暗物质压倒性的引力作用下,会无可抗拒地被吸引过去。这些普通物质形成了恒星、星系等。


如要彻底回答暗物质是什么的问题,必须直接找到暗物质才能知道它是什么。“悟空”就是担当这个重任才去的。根据已有的观测证据,科学家指出暗物质是一种在宇宙年龄尺度上稳定,不带电荷,参与引力相互作用,但几乎不参与电磁和强相互作用,目前尚未被认识的一种新物质。


既然暗物质几乎不参与电磁和强相互作用,所以直接找到它是极为困难的。但科学家猜想,暗物质可能会与普通物质有某些微弱的相互作用、暗物质之间可能会碰撞和湮灭、普通物质之间的高能碰撞可能会撞出暗物质等,所以科学家正通过高能宇宙射线、地下深井实验、高能粒子对撞实验等方式寻找暗物质。


确实,目前国内外有大量的实验在寻找暗物质,但现在基本还没有明确结果。所以,暗物质是目前笼罩在物理学晴朗天空中的一朵乌云。暗物质问题预示着物理学需要一次重大革命。


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