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暗物资是捉迷藏高手 找到它能揭开宇宙真面目 宇宙 科

发布日期:2021-02-27 18:46   来源:未知   阅读:

  •   原题目:微科普 | 暗物质是捉迷藏高手 找到它能揭开“隐藏”宇宙的真面目

    义务编纂:刘光博

      三种道路 捕获神秘暗物质

      寻找暗物质存在的证据,对人类懂得宇宙构成、探索宇宙根源至关主要。发明暗物质这样一种全新的物质,它很有可能成为取之不尽的高效力源,甚至辅助人类通过跃迁实现星际旅行,这些在未来或者都不再是幻想。

      故事还得从上个世纪说起。当时,科学家们在观测星系旋转时发现一个怪现象,离星系核心越远的恒星由于引力的减少,活动速度本该越慢,但实际观测到的旋转速度比猜测速度快得多,这就证实还有我们没观测到的物质提供了引力。为了说明这一现象,科学家们引入了暗物质这个概念。

      肉眼可见的一般物资构成了恒星,恒星们组成星系,而它们都是受暗物质密度稳定的影响发生的,普通物质与暗物质的引力独特作用,把彼此凑集在一起,就形成了星系。

      暗物质:摸索“暗藏”宇宙的钥匙

      固然暗物质占了宇宙的4分之1,但却很难被探测到。根据科学家揣测,暗物质不带电荷,不与普通物质产生除引力以外的其余互相作用,可能穿梭电磁场,但因为其对于探索宇宙来源和基本物理研讨存在重粗心义,世界各国都在尽力地证明暗物质的存在。找到暗物质就能赞助咱们揭开“隐蔽”了的宇宙的真面目。

      一种方法是刻舟求剑。依据实践,暗物质会参加弱彼此作用,就像是荒不择路的兔子一样,它们也有可能一头撞上原子核这个“树桩”。被暗物质粒子撞上的原子核会引起发光发烧的景象,或者被撞得偏离了本来的地位,这些都是迷信家有可能探测到的。于是,科学家用了一个笨措施,他们建设含有大批反映物质的探测器,等候过路的暗物质粒子碰劲撞上其中某个原子核。

      加速器探测

      直接探测

      加速器粒子碰撞 自动发明暗物质

      间接探测

      根据科学家们预测,在宇宙的构成中,人类能观测到的惯例物质仅占5%,暗物质占到25%,残余的70%则是暗能量。

      暗物质和暗能量被科学家们称为覆盖在21世纪物理学上的两朵乌云,它到底有多神秘,今天,我们就先聊聊暗物质这朵“乌云”。

      目前探测暗物质的方式重要有三种:直接探测、间接探测跟加速器探测,我国在前两种办法中都走在了世界前列。

      △熊猫暗物质探测打算。在四川锦屏山2400米的山体深处,我国建造了液氙暗物质探测器,通过检测暗物质撞击液态氙产生的能量来感知暗物质的存在,老彩民论坛

      目前科学家们对于暗物质有着良多不同的假设模型。有的理论以为它普遍散布在全部天河系中,造成强烈的暗物质风,地球也频繁被它吹过。它的运动速度极快,能够到达枪弹出膛速度的数百倍,穿过人体时不会留下任何痕迹,哪怕是点点感到。但毫无疑难的是,它有引力,它盘踞着地理学家们盘算出来的宇宙总品质的四分之还要多,它产生的引力就好像拉着滚动小球的一根透明的绳索,为河汉系坚持稳固起到了重要作用。

      太空间接探测 寻找暗物质湮灭物

      △“悟空”号暗物质粒子探测卫星。2015年12月17日,中国胜利发射首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”号,监测暗物质粒子湮灭或衰变后产生的高能粒子,如伽马射线、正负电子等,准确丈量这些粒子的能谱,从而间接证明暗物质的存在。

      神秘的暗物质,仿佛无处不在,却又至今没人能证明真正捉拿到它。那么,面对这些善于“隐身”的粒子,科学家又是通过怎么的方法来寻找它们呢?

      另一种办法,那就是等这些隐身的粒子主动现身。有理论预言,当两个暗物质粒子相遇时,由于互为反物质,它们便会湮灭,从而产生出高能的伽马射线,或者产生出普通的正反粒子对。这就似乎两个隐身的人相遇的一霎时,忽然脱去了隐身斗篷,变成两个普通人,甚至还发出了刺眼的光辉。如果科学家在暗物质集中的处所探测到了适量的伽马射线,或者在宇宙中探测到了起源不明的大量反物质粒子,它们就有可能来源于反物质粒子的湮灭,从而给暗物质的存在提供间接的证据。

      地下守株待兔 直接捕获暗物质

      科学界公认,揭开暗物质之谜将是继日心说、万有引力定律、绝对论及量子力学之后的又次重大奔腾,将带来物理学的又次革命。

      地球很小,宇宙很大。暗物质,也许将是人类翻开星际探索大门的一把钥匙。

      还有一种办法是主动创造这些粒子。如果我们把足够高的能量稀释在极小的空间体积之内,就像科学家在大型强子对撞机里进行的粒子碰撞试验一样,这些能量就会转化为各式各样的粒子四散奔逃。如果能量足够高,理论上就有可能产生出暗物质粒子。而因为暗物质粒子是“隐身”的,无奈被周边的探测器记载到。那么,在科学家看来,这场粒子碰撞中就会有很大一局部能量不知去向。假如侦破了这宗能量失落案,就能为暗物质粒子的存在供给证据。