暗物質網
在1930年代,一位名叫Fritz Zwicky的瑞士天文學家注意到,遙遠集群中的星系彼此繞行的速度要快得多。他提出的比看不見的物質(他稱之為暗物質)可能會在這些星系上重力拉動。
從那時起,研究人員已經確認可以在整個宇宙中找到這種神秘的材料,並且它比構成諸如恆星和人之類的普通事物的正常物質要多六倍。然而,儘管在整個宇宙中看到了暗物質,但科學家仍在大部分撓頭。這是關於暗物質的11個最大的未解決問題。
什麼是暗物質?
首先,也許最令人不安的是,研究人員仍然不確定確切的暗物質是什麼。最初,一些科學家猜想宇宙中缺少的質量是由小淡淡的恆星和黑洞組成的,儘管詳細的觀察結果並沒有得到足夠的此類物體,無法解釋暗物質的影響力,即作為美國能源部Fermilab的物理學家Don Lincoln,此前曾為Live Science寫信。深色物質地幔的當前領先競爭者是一種假設的粒子,稱為弱相互作用的巨大粒子或w imp,其行為就像中子一樣,除了林肯所寫的質子比質子重的10到100倍。但是,這個猜想只導致了更多問題,例如……
我們可以檢測到暗物質嗎?
如果通過煙灰質製成暗物質,它們應該在我們周圍,看不見,幾乎無法檢測到。那為什麼我們還沒有找到任何東西呢?儘管它們不會與普通物質相互作用,但是當深色粒子在太空中傳播時,深色粒子可能會擊中正常粒子,例如質子或電子等普通粒子。因此,研究人員在實驗之後建立了實驗,以研究大量普通顆粒地下深處,在那裡它們免受干擾輻射的影響,從而模仿黑暗粒子碰撞。問題?經過數十年的搜索,這些探測器中沒有一個已成為可靠的發現。今年早些時候,中國潘達克斯實驗報告了最新的WIMP非探測。暗物實粒子似乎比wimps小得多,或者缺乏使其易於學習的特性,加利福尼亞大學河濱分校的物理學家Hai-Bo當時告訴現場科學。
暗物質是否由多個粒子組成?
普通物質由質子和電子等日常顆粒,以及一個更外來顆粒(如中微子,muons和pions)的整個動物園組成。因此,一些研究人員想知道,佔宇宙中物質85%的暗物質是否也可能同樣複雜。哈佛大學的物理學家安德烈·卡茲(Andrey Katz到Space.com,Live Science的姐妹網站。卡茨說,深色質子可以與深色電子結合形成深色原子,從而產生與可見世界中發現的多樣和有趣的結構。儘管在物理實驗室中越來越多地想像了此類建議,但弄清楚確認或否認它們的方法已經遠離科學家。 [奇怪的夸克和媽媽,哦,天哪!大自然的最小粒子解剖了這是給出的
黑暗力量是否存在?
除了其他暗物質顆粒之外,暗物質經歷類似於常規物質感覺的力。一些研究人員已經搜索了“暗光子”,就像在產生電磁力的正常顆粒之間交換的光子一樣,只有僅通過暗物質顆粒才能感覺到它們。意大利的物理學家正準備將電子束及其反顆粒(稱為正電子)粉碎到鑽石中,正如現場科學之前報導的那樣。如果深色光子確實存在,電子旋律對可以殲滅並產生一種奇怪的攜帶力顆粒之一,並有可能打開宇宙的全新領域。
暗物質可以用軸形成嗎?
隨著物理學家越來越多地脫離了wimp的愛,其他深色粒子開始受到青睞。領先的替代品之一是一種假設的粒子,稱為軸,它非常輕,也許只有10個升高到第31次功率的質量,而不是質子。現在在一些實驗中搜索了軸。最近的計算機模擬增加了這些軸可能形成類似星形物體的物體的可能性,這可能會產生可檢測到的輻射,這與稱為快速Radio爆發的神秘現象非常相似現場科學先前報導。
暗物質的特性是什麼?
天文學家通過其與普通物質的引力相互作用發現了暗物質,這表明這是使其在宇宙中聞名的主要方式。但是,當試圖理解暗物質的真實本質時,研究人員幾乎沒有什麼可實現的。根據某些理論,深色粒子應該是它們自己的反粒子,這意味著兩個深色粒子在相遇時會彼此an滅。 α磁光譜儀(AMS)實驗國際空間站一直是自2011年以來搜索這種殲滅的跡象並且已經發現了數十萬事件。科學家仍然不確定這些是否來自暗物質,並且信號尚未幫助他們確切地確定什麼是暗物質。
每個星系中都存在暗物質嗎?
因為它的普通物質大大超過了普通的物質,因此通常認為暗物質是組織大型結構(例如星系和銀河簇)的控制力。因此,當天文學家宣布他們找到了一個名為NGC 1052-DF2的星系,這似乎根本不包含任何暗物質,這很奇怪。耶魯大學的彼得·範·多庫姆(Pieter van Dokkum當時告訴Space.com。但是,在整個夏天,一個單獨的團隊發布了一項分析,表明範·多庫姆(Van Dokkum)的團隊使與銀河系的距離管理不堪,這意味著其可見的物質比第一個發現和更輕更多的質量是暗物質比以前建議的。
Dama/天秤座結果如何?
粒子物理學的長期謎團是一個被稱為達馬/天秤座的歐洲實驗的令人困惑的結果。該探測器位於意大利格蘭·薩索山(Gran Sasso Mountain)下方的地下礦山中,一直在尋找暗物質顆粒中的周期性振盪。當地球在陽光圍繞陽光的軌道上移動時,這種振盪應出現太陽系,有時稱為暗物質風。自1997年以來Dama/Libra聲稱確切地看到了此信號,儘管沒有其他實驗看到這樣的東西。
暗物質可以有電荷嗎?
從時間開始的信號使一些物理學家暗示暗物質可能具有電荷。大爆炸後僅1.8億年,宇宙嬰儿期的星星發出了21厘米波長的輻射。然後,它被同時出現的冷氫吸收。當今年2月檢測到這種輻射時,其簽名表明氫比科學家預測的要冷得多。哈佛大學的天體物理學家朱利安·穆尼茲(JulianMuñoz正如他當時告訴現場科學。但是猜想尚未得到證實。
普通的顆粒可以腐爛成暗物質嗎?
中子是壽命有限的常規物質顆粒。大約14.5分鐘後,從原子中未固定的孤獨中子會腐爛到質子,電子和中微子。但是,根據7月在7月的研究中引用的實驗,兩種不同的實驗設置給這種衰減帶來了略有不同的壽命,它們之間的差異約為9秒。期刊物理評論信。今年早些時候,物理學家建議,如果1%的時間,有些中子會腐爛成黑暗的粒子,則可以解釋這一異常。來自新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的克里斯托弗·莫里斯(Christopher Morris)和他的團隊監視中子的信號可能是暗物質,但無法發現任何東西。這項研究稱,他們認為其他衰減情況仍然可能是可能的。
暗物質實際上存在嗎?
鑑於科學家們試圖檢測和解釋暗物質的困難,一個合理的提問者可能會懷疑他們是否犯了這一切都是錯誤的。多年來,少數人的物理學家一直在提出這樣的想法,即我們的重力理論是不正確的,並且基本力量在大規模上的作用與我們預期的不同。這些建議通常被稱為“修改後的牛頓動力學”或MOND模型,表明沒有暗物質,並且看到恆星和星系彼此旋轉的超快速度是重力表現出令人驚訝的方式的結果。 “暗物質仍然是一個未經證實的模型,”物理學家唐·林肯(Don Lincoln)在現場科學的解釋者中寫道。然而,批評者尚未說服他們更大的思想領域。還有最新的證據?也是如此暗示暗物質是真實的。