宇宙的其他物质.ppt

暗物质与暗能量 支持暗物质的依据 对于一个星系考虑距其中心远处的天体的旋转速度，如果物质存在的区域和光存在的区域是一样的话，由牛顿引力定律可知，距离中心越远，速度应该越小。可是天文观测事实不是这样的，在银河系不同位置的星星旋转速度基本一样。按照这样的情况，这些星星因为离心力的作用，应该逸出银河系。甚至宇宙中所有的粒子由于高速度都会分崩离析，而无法凝聚成一个个可见的星系，甚至无法凝聚成现在我们所见到的星星。但是，银河系并没有因此而变成一个混沌的粒子团。天文学家可以看到，星系中有多少可见的质量，把它们都加起来，也没有任何地方足以产生所需的引力。这就说明当中有看不见的暗物质。这一物质使各种可见的粒子有机会凝聚在一起，形成了物质和星系，并且使整个银河系的星系都牢牢地凝聚在银河系中，围绕着银河系的中心旋转。 探索暗物质的现状 虽然每秒钟都有万亿个暗物质粒子穿过我们的身体，穿过我们周围的一切，甚至如果没有暗物质，世间也不可能有人存在，但科学家却无法捕捉到它的信号。物质之间的作用有4大类，引力作用、电磁作用、强相互作用和弱相互作用。强相互作用和弱相互作用是原子内部的作用。而日常物质之间的作用往往是电磁作用和引力作用。暗物质之所以被称为暗物质，是因为它不会和其他任何物质产生电磁反应，也不可能发光。暗物质的性质就是根据它们在天文和宇宙学中扮演的引力相互作用而推断出来的。 有趣的是，爱因斯坦曾提出暗物质这个概念，又被他自己否定了，原因很简单，他认为暗物质破坏了他的经典论著《相对论》的优美。 2007年科学家绘制的宇宙暗物质三维数字地图 2008年拍摄暗物质与普通无知碰撞的分割图 紫金山天文台专家抓住暗物质粒子湮灭证据？ 经过10年观测，紫金山天文 台专家捕捉到了很可能是暗 物质留下的“足迹”——高 能电子，这可能是暗物质存 在的一个有力证据。但经过 计算和研究后发现，他们所 观测到的高能电子的流量与 目前学界已掌握的情况有较 大差异。 欧美科学家绘制出的宇宙暗物质三维图 据了解，以往学界普遍认为太阳系附近的高能电子主要来源于超新星遗迹，并建立了太阳系高能电子流量模型。可他们获得的高能电子的流量远远超出了模型预计的流量。这意味着高能电子还存在别的“起源”。 不明来源的高能电子究竟来自何处？常进告诉记者，这有很多种可能，经过分析，他们发现观测结果与目前暗物质理论模型相吻合。表明这些不明来源的高能粒子将有可能是暗物质粒子湮灭时所产生的。这样的研究结果让研究团队非常激动，但课题组认为还需要对这一结果进行多次观测验证。 此后的７年中，常进与合作者在南极进行了３次观测（其中１次因气球漏气失败），他们共观测到３０００多万个宇宙线粒子，经过层层筛选，他们找到２１０个高能电子。在翔实的数据面前，研究人员在说服自己的同时，也得到了业内人士的认可。 常进表示，目前高能电子的观测精度还可以进一步提高，并不排除这些不明来历的高能电子来自于太阳系附近的特殊天体。即使这样，这也是人类第一次直接观测到来自于“特殊天体”的高能电子。 —2008年11月21日 天山网 科学家首次找到暗物质粒子湮灭证据 在美国“南极长周期气球项目”(ATIC)中，来自多个国家的科学家经过近10年的观测和研究，最终发现一些不明来历的高能电子很可能是暗物质粒子湮灭的证据。 —深圳新闻网 2011年11月21日报道 在南极探测暗物质粒子的试验气球 载 有 先 进 探 测 设 备 的 实 验 气 球 2012上海交大科研人员的探索 参与大亚湾实验的上海交通大学物理系，最近正忙着将全新的探测设备安置在二滩水电站2500米的地下探测点，希望能够一探暗物质的真面目。 “科学家们一直无法证明暗物质的存在。”上海交通大学物理系主任、负责这一项目的粒子宇宙科学家季向东教授称。 去年在意大利进行的一项高灵敏度实验探测，并没有发现暗物质，这引发了科学家们对世界上是否有暗物质的质疑。但季向东教授的观点是：“我们所能够考虑的，就是如何把探测仪器制造得更为灵敏。因为仪器的灵敏度目前远远没有达到极限，既然如此，就不能因为我们没有足够灵敏的仪器而否认暗物质的存在。” 据介绍，上海交大利用清华大学和二滩水电站建设的实验室所做的实验观测，主要对目前国际上主流的探测暗物质的探测器规模，进行了大幅度提升。“主要是提升仪器的检测精度”。 上海交大的仪器检测，主要利用弱相互作用。因为现在学术界普遍认为，暗物质粒子是弱相互作用的大质量粒子WIMPS（weakly interactin