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在1930年代,一位名叫Fritz Zwicky的瑞士天文学家注意到,遥远集群中的星系彼此绕行的速度要快得多。他提出的比看不见的物质(他称之为暗物质)可能会在这些星系上重力拉动。
从那时起,研究人员已经确认可以在整个宇宙中找到这种神秘的材料,并且它比构成诸如恒星和人之类的普通事物的正常物质要多六倍。然而,尽管在整个宇宙中看到了暗物质,但科学家仍在大部分挠头。这是关于暗物质的11个最大的未解决问题。
什么是暗物质?
首先,也许最令人不安的是,研究人员仍然不确定确切的暗物质是什么。最初,一些科学家猜想宇宙中缺少的质量是由小淡淡的恒星和黑洞组成的,尽管详细的观察结果并没有得到足够的此类物体,无法解释暗物质的影响力,即作为美国能源部Fermilab的物理学家Don Lincoln,此前曾为Live Science写信。深色物质地幔的当前领先竞争者是一种假设的粒子,称为弱相互作用的巨大粒子或w imp,其行为就像中子一样,除了林肯所写的质子比质子重的10到100倍。但是,这个猜想只导致了更多问题,例如……
我们可以检测到暗物质吗?
如果通过烟灰质制成暗物质,它们应该在我们周围,看不见,几乎无法检测到。那为什么我们还没有找到任何东西呢?尽管它们不会与普通物质相互作用,但是当深色粒子在太空中传播时,深色粒子可能会击中正常粒子,例如质子或电子等普通粒子。因此,研究人员在实验之后建立了实验,以研究大量普通颗粒地下深处,在那里它们免受干扰辐射的影响,从而模仿黑暗粒子碰撞。问题?经过数十年的搜索,这些探测器中没有一个已成为可靠的发现。今年早些时候,中国潘达克斯实验报告了最新的WIMP非探测。暗物实粒子似乎比wimps小得多,或者缺乏使其易于学习的特性,加利福尼亚大学河滨分校的物理学家Hai-Bo当时告诉现场科学。
暗物质是否由多个粒子组成?
普通物质由质子和电子等日常颗粒,以及一个更外来颗粒(如中微子,muons和pions)的整个动物园组成。因此,一些研究人员想知道,占宇宙中物质85%的暗物质是否也可能同样复杂。哈佛大学的物理学家安德烈·卡兹(Andrey Katz到Space.com,Live Science的姐妹网站。卡茨说,深色质子可以与深色电子结合形成深色原子,从而产生与可见世界中发现的多样和有趣的结构。尽管在物理实验室中越来越多地想象了此类建议,但弄清楚确认或否认它们的方法已经远离科学家。 [奇怪的夸克和妈妈,哦,天哪!大自然的最小粒子解剖了这是给出的
黑暗力量是否存在?
除了其他暗物质颗粒之外,暗物质经历类似于常规物质感觉的力。一些研究人员已经搜索了“暗光子”,就像在产生电磁力的正常颗粒之间交换的光子一样,只有仅通过暗物质颗粒才能感觉到它们。意大利的物理学家正准备将电子束及其反颗粒(称为正电子)粉碎到钻石中,正如现场科学之前报道的那样。如果深色光子确实存在,电子旋律对可以歼灭并产生一种奇怪的携带力颗粒之一,并有可能打开宇宙的全新领域。
暗物质可以用轴形成吗?
随着物理学家越来越多地脱离了wimp的爱,其他深色粒子开始受到青睐。领先的替代品之一是一种假设的粒子,称为轴,它非常轻,也许只有10个升高到第31次功率的质量,而不是质子。现在在一些实验中搜索了轴。最近的计算机模拟增加了这些轴可能形成类似星形物体的物体的可能性,这可能会产生可检测到的辐射,这与称为快速Radio爆发的神秘现象非常相似现场科学先前报道。
暗物质的特性是什么?
天文学家通过其与普通物质的引力相互作用发现了暗物质,这表明这是使其在宇宙中闻名的主要方式。但是,当试图理解暗物质的真实本质时,研究人员几乎没有什么可实现的。根据某些理论,深色粒子应该是它们自己的反粒子,这意味着两个深色粒子在相遇时会彼此an灭。 α磁光谱仪(AMS)实验国际空间站一直是自2011年以来搜索这种歼灭的迹象并且已经发现了数十万事件。科学家仍然不确定这些是否来自暗物质,并且信号尚未帮助他们确切地确定什么是暗物质。
每个星系中都存在暗物质吗?
因为它的普通物质大大超过了普通的物质,因此通常认为暗物质是组织大型结构(例如星系和银河簇)的控制力。因此,当天文学家宣布他们找到了一个名为NGC 1052-DF2的星系,这似乎根本不包含任何暗物质,这很奇怪。耶鲁大学的彼得·范·多库姆(Pieter van Dokkum当时告诉Space.com。但是,在整个夏天,一个单独的团队发布了一项分析,表明范·多库姆(Van Dokkum)的团队使与银河系的距离管理不堪,这意味着其可见的物质比第一个发现和更轻更多的质量是暗物质比以前建议的。
Dama/天秤座结果如何?
粒子物理学的长期谜团是一个被称为达马/天秤座的欧洲实验的令人困惑的结果。该探测器位于意大利格兰·萨索山(Gran Sasso Mountain)下方的地下矿山中,一直在寻找暗物质颗粒中的周期性振荡。当地球在阳光围绕阳光的轨道上移动时,这种振荡应出现太阳系,有时称为暗物质风。自1997年以来Dama/Libra声称确切地看到了此信号,尽管没有其他实验看到这样的东西。
暗物质可以有电荷吗?
从时间开始的信号使一些物理学家暗示暗物质可能具有电荷。大爆炸后仅1.8亿年,宇宙婴儿期的星星发出了21厘米波长的辐射。然后,它被同时出现的冷氢吸收。当今年2月检测到这种辐射时,其签名表明氢比科学家预测的要冷得多。哈佛大学的天体物理学家朱利安·穆尼兹(JulianMuñoz正如他当时告诉现场科学。但是猜想尚未得到证实。
普通的颗粒可以腐烂成暗物质吗?
中子是寿命有限的常规物质颗粒。大约14.5分钟后,从原子中未固定的孤独中子会腐烂到质子,电子和中微子。但是,根据7月在7月的研究中引用的实验,两种不同的实验设置给这种衰减带来了略有不同的寿命,它们之间的差异约为9秒。期刊物理评论信。今年早些时候,物理学家建议,如果1%的时间,有些中子会腐烂成黑暗的粒子,则可以解释这一异常。来自新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的克里斯托弗·莫里斯(Christopher Morris)和他的团队监视中子的信号可能是暗物质,但无法发现任何东西。这项研究称,他们认为其他衰减情况仍然可能是可能的。
暗物质实际上存在吗?
鉴于科学家们试图检测和解释暗物质的困难,一个合理的提问者可能会怀疑他们是否犯了这一切都是错误的。多年来,少数人的物理学家一直在提出这样的想法,即我们的重力理论是不正确的,并且基本力量在大规模上的作用与我们预期的不同。这些建议通常被称为“修改后的牛顿动力学”或MOND模型,表明没有暗物质,并且看到恒星和星系彼此旋转的超快速度是重力表现出令人惊讶的方式的结果。 “暗物质仍然是一个未经证实的模型,”物理学家唐·林肯(Don Lincoln)在现场科学的解释者中写道。然而,批评者尚未说服他们更大的思想领域。还有最新的证据?也是如此暗示暗物质是真实的。