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关于暗物质的11个最大的未解之谜

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20世纪30年代,瑞士天文学家弗里茨-兹威基(Fritz Zwicky)留意到,在一个悠远的星系团中,星系互相环绕的速度远远超越了它们应有的可见质量。他提出,一种被他称为暗物质的看不见的物质可能在引力作用下拽拽着这些星系。
 
从那时起,研讨人员曾经证明,这种神秘的物质能够在整个宇宙中找到,其含量是构成恒星和人类等普通物质的六倍。但是,虽然科学家们在整个宇宙中都看到了暗物质,但他们大多仍对其摸不着头脑。以下是关于暗物质的11个最大的未解之谜。
 
什么是暗物质?
 
首先,或许也是最令人困惑的是,研讨人员依然不肯定暗物质到底是什么。最初,杏耀挂机一些科学家揣测,失踪的宇宙中质量是由小恒星和黑洞,虽然细致察看并没有呈现足够这些物体占暗物质的影响力,作为物理学家林肯美国能源部的费米实验室以前写的科学生活。目前暗物质地幔的主要竞争者是一种假想的粒子,叫做弱互相作用大质量粒子(WIMP),它的行为有点像中子,只不过比质子重10到100倍,林肯写道。但是,这个猜测只会引出更多的问题——例如……
 
我们能探测到暗物质吗?
 
假如暗物质是由弱互相作用大质量粒子构成的,那么它们应该就在我们四周,不可见,简直无法探测。为什么我们还没有发现呢?固然暗物质粒子不会与普通物质发作太多的互相作用,但当它在太空中运转时,总会有一些微小的可能性,即暗物质粒子可以击中普通粒子,比方质子或电子。因而,研讨人员停止了一次又一次的实验,来研讨公开深处大量的普通粒子,这些粒子在那里遭到屏蔽,不受可能模仿暗物质粒子碰撞的干扰辐射的影响。这个问题?经过几十年的搜索,这些探测器中没有一个有可信的发现。今年早些时分, 杏耀主管 ,中国的PandaX实验报告了最新的WIMP未被发现的状况。当时,加州大学河滨分校的物理学家于海波(音译)在承受《生活科学》杂志采访时表示,暗物质粒子似乎比弱互相作用大质量粒子要小得多,或者缺乏使它们易于研讨的特性。
 
暗物质能否由多个粒子组成?
 
普通物质由质子和电子等日常粒子,以及中微子、介子和介子等更奇特的粒子组成。因而,一些研讨人员想晓得,占宇宙物质85%的暗物质能否也同样复杂。哈佛大学的物理学家Andrey Katz对Live Science的姐妹网站Space.com说:“没有很好的理由去假定宇宙中一切的暗物质都是由一种粒子构成的。”卡茨说,暗质子能够与暗电子分离构成暗原子,产生与可见世界中发现的原子一样多样和有趣的构型。固然这样的提议越来越多地呈现在物理实验室里,但迄今为止,科学家们不断无法找到一种办法来证明或承认它们。奇异的夸克和介子,天哪!自然界中最微小的颗粒
 
黑暗权力存在吗?
 
除了额外的暗物质粒子,还有一种可能性,即暗物质阅历的力相似于普通物质感遭到的力。一些研讨人员曾经在寻觅“暗光子”,它就像普通粒子之间交流的光子一样,会产生电磁力,只不过它们只能被暗物质粒子觉得到。的物理学家
正如《生活科学》(Live Science)此前报道的那样,意大利正准备将一束电子及其反粒子(称为正电子)撞成钻石。假如暗光子的确存在,电子-正电子对可能湮灭并产生一种奇异的携带力的粒子,这可能开启宇宙中一个全新的范畴。
 
暗物质能够由轴子构成吗?
 
随着物理学家越来越不喜欢wimp,其他暗物质粒子也开端遭到喜爱。最主要的替代品之一是一种假想的粒子,叫做轴子,它十分轻,可能只要10的31次方次方,质量比质子还小。在一些实验中正在寻觅轴子。最近的计算机模仿进步了这些轴子可能构成类星物体的可能性,这些类星物体可能产生可检测到的辐射,与《生活科学》(Live Science)此前报道的快速射电暴(fast-radio burst)神秘现象十分类似。
 
暗物质的特性是什么?
 
天文学家经过暗物质与普通物质的引力互相作用发现了暗物质,这标明这是暗物质在宇宙中存在的主要方式。但是,当试图理解暗物质的真实实质时,研讨人员却没有什么值得留意的停顿。依据一些理论,暗物质粒子应该是它们本人的反粒子,这意味着两个暗物质粒子相遇时会湮灭。自2011年以来,国际空间站上的阿尔法磁谱仪(AMS)实验不断在寻觅这种湮灭的迹象,并曾经探测到数十万个事情。科学家们依然不肯定这些物质能否来自暗物质,而且这个信号还没有协助他们肯定暗物质到底是什么。
 
每个星系都存在暗物质吗?
 
由于暗物质比普通物质重得多,所以人们常说暗物质是组织星系和星系团等大型构造的控制力气。所以,当今年早些时分,天文学家们宣布他们发现了一个名为NGC1052-DF2的星系,这个星系简直不包含任何暗物质时,人们感到很奇异。“暗物质显然不是构成星系的必要条件,”耶鲁大学的Pieter van Dokkum当时通知Space.com。但是,在今年夏天,另一个团队发布了一份剖析报告,标明范多库姆的团队错误地丈量了银河系的间隔,这意味着它的可见物质比最初的发现要暗得多,也要轻得多,而且它的质量中有更多是暗物质,而不是之前所以为的那样。
 
天秤座/天秤座的结果如何?
 
粒子物理学中一个长期存在的谜团是欧洲一项名为DAMA/LIBRA的实验得出的令人困惑的结果。这个探测器位于意大利格兰萨索山下的一个公开矿井中,不断在寻觅暗物质粒子的周期性振荡。当地球在绕太阳公转的轨道上运转,同时飞越环绕我们太阳系的暗物质银河流(有时被称为暗物质风)时,就会产生这种振荡。自1997年以来,DAMA/LIBRA宣称看到了确切的信号,虽然没有其他实验看到过相似的状况。
 
暗物质会带电荷吗?
 
从一开端就有一个信号使一些物理学家提出暗物质可能具有电荷。宇宙大爆炸后仅1.8亿年,杏耀下载宇宙初期的恒星就发出了波长为21厘米的辐射。然后它被同时存在的冷氢吸收。当今年2月探测到这种辐射时,其特征标明氢的温度远低于科学家的预测。哈佛大学天体物理学家朱利安-穆尼奥斯(Julian Munoz)当时在承受《生活科学》(Live Science)采访时曾假定,带有电荷的暗物质可能曾经从无处不在的氢那里吸收了热量,氢就像漂浮在柠檬水中的冰块。但这一猜想尚未得到证明。
 
普通粒子能衰变为暗物质吗?
 
中子是具有有限寿命的规则物质粒子。大约14.5分钟后,脱离原子的单个中子将衰变为质子、电子和中微子。但《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志7月份登载的一项研讨中提到的实验标明,两种不同的实验设置对这种衰变的寿命略有不同,它们之间的差别约为9秒。今年早些时分,物理学家提出,假如在1%的时间里,一些中子衰变为暗物质粒子,就能够解释这种异常现象。新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国度实验室的克里斯托弗-莫里斯(Christopher Morris)和他的团队对中子停止了监测,以寻觅可能是暗物质的信号,但他们什么也没有探测到。依据这项研讨,他们以为其他的衰变场景可能依然存在。
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