关于暗物量的11个最大的未办理题目

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在1930年月，一位名叫Fritz Zwicky的瑞士天文学家细致到，迢遥星团中的星系绕轨道运行的速率比它们应具有的可见质量要快得多。他提出了一个看不见的物质，他称之为暗物质，大概是在引力上拖曳了这些星系。

从那今后，研究职员已经证明，这种神奇的物质可以在整个宇宙中找到，并且其含量是组成恒星和人等一般事物的正常物质的六倍。只管在整个宇宙中都看到了暗物质，但科学家们大多仍在挠头。这是有关暗物质的11个最大的未办理题目。

什么是暗物质？

起首，或许是最狐疑的是，研究职员仍旧不确定暗物质究竟是什么。最初，一些科学家推测宇宙中丢失的质量是由小的薄弱的恒星和黑洞构成的，只管细致的观看并没有发觉充足多的此类物体来阐明暗物质的影响，比方美国科学部的物理学家唐·林肯。能源公司的费米试验室（Fermilab）之前曾为《生命科学》撰稿。现在，暗物质大氅的重要竞争者是一个假设的粒子，称为弱相互作用质点粒子（WIMP），其举动雷同于中子，但重于质子的10至100倍，如林肯所言。然而，这种料想仅激发了更多的题目，比方……

我们可以检测到暗物质吗？

假如WIMP孕育发生了暗物质，则它们应该在我们四周，不行见且险些不行检测。那为什么我们还没有找到呢？只管它们不会与一般物质产生很大的相互作用，但暗物质粒子在穿过太空时总是有轻细的时机撞击质子或电子等正常粒子。是以，研究职员举行了一个又一个的试验，以研究地下深处的大量一般粒子，这些粒子被屏蔽了可以仿照暗物质-粒子碰撞的滋扰辐射。题目？颠末数十年的征采，这些探测器中没有一个取得了可信的发觉。本年早些时间，中国的PandaX试验陈诉了最新的WIMP未检测到情形。暗物质粒子彷佛比WIMP小得多。

暗物质是否包罗一个以上的粒子？

一般物质由质子和电子等平常粒子，以及由中微子，介子和介子等更奇怪的粒子构成的整个动物园构成。是以，一些研究职员想知道，组成宇宙物质85％的暗物质是否也大概同样庞大。哈佛大学的物理学家安德烈·卡兹（Andrey Katz）表现：“没有充实的来由以为宇宙中的全部暗物质都是由一种范例的粒子组成的。” 卡兹说，暗质子可以与暗电子联合形成暗原子，孕育发生与在可见天下中发觉的一样多样且有味的构型。只管在物理试验室中已经越来越多地想到了如许的发起，但是迄今为止，科学家们一向想出一种要领来确认或否认它们。夸克和穆松分析了天然界中最渺小的颗粒。

暗中权势存在吗？

除了暗物质的其他颗粒外，暗物质还大概履历与通例物质相似的作用力。一些研究职员已经搜刮了“暗光子”，就像在一般粒子之间互换的光子会孕育发生电磁力，只是只有暗物质粒子才气觉得到它们。正如《生命科学》先前报道的那样，意大利的物理学家正在加紧预备将一束电子及其反粒子（称为正电子）破坏成钻石。假如 的确存在暗光子，则电子-正电子对大概会泯没并孕育发生一种惊奇的载力粒子，从而有大概打开宇宙的全新范畴。

暗物质可以用轴子做吗？

随着物理学家越来越不喜爱WIMP，其他暗物质粒子开始受到青睐。此中一个重要的替换品是一个被称为轴子的假想粒子，它非常轻，大概只有10倍，比质子小到31次方。轴子如今正在一些试验中被查找。近来的盘算机模仿进步了如许一种大概性，即这些轴子大概形成雷同恒星的物体，这种物体大概孕育发生可探测的辐射，这种辐射非常雷同于《生存科学》先前报道的被称为快速射电发作的神奇征象。

暗物质的性子是什么？

天文学家通过与一般物质的引力相互作用发觉了暗物质，这评释这是使其在宇宙中存在的重要途径。但是，当试图相识暗物质的真实素质时，研究职员险些没有什么可做的。依据一些理论，暗物质粒子应该是它们本身的反粒子，这意味着两个暗物质粒子在碰到时会相互an灭。自2011年以来，国际空间站上的Alpha电磁光谱仪（AMS）试验一向在查找这种an灭的显着迹象，而且已经检测到数十万个变乱。科学家仍旧不确定这些物质是否来自暗物质，而且该信号尚未关心他们确切地确定暗物质是什么。

每个星系中都存在暗物质吗？

因为暗物质的质量比一般物质大得多，人们常说暗物质是构造星系和星系团等大型布局的操纵气力。是以，本年早些时间，天文学家公布他们发觉了一个名为NGC1052-DF2的星系，这个星系彷佛险些不包罗任何暗物质，这是很惊奇的。”“暗物质明显不是形成星系的须要条件，”耶鲁大学的Pieter van Dokkum报告记者太空网其时。然而，在整个炎天，一个独立的研究小组公布了一份阐发陈诉，指出范多库姆的研究小组错误地丈量了到银河系的间隔，这意味着它的可见物质比第一次发觉的要暗得多、更轻，并且它的质量更多地是在暗物质中。

DAMA / LIBRA效果怎样？

在欧洲，称为DAMA / LIBRA的试验的令人狐疑的效果是粒子物理学中一个恒久存在的谜团。该探测器位于意大利格兰萨索山下的地下矿井中，一向在查找暗物质颗粒的周期性振荡。本地球绕太阳运行时，它会绕过我们太阳系四周的银河暗物质流（偶然称为暗物质风）飞行时，就会孕育发生这种振荡。自1997年以来，DAMA / LIBRA声称可以准确看到此信号，只管没有其他试验可以看到如许的信号。

暗物质可以带电荷吗？

从一开始就发出信号，导致一些物理学家提出暗物质大概带有电荷。距大爆炸仅1.8亿年后，处于婴儿期的恒星发出了21厘米波长的辐射。然后，它被约莫在统一时间的冷氢汲取。当本年2月检测到这种辐射时，其特性评释氢比科学家预想的要冷得多。哈佛大学的天体物理学家朱利安·穆尼兹（JulianMuñoz）推测，带电荷的暗物质大概从无处不在的氢中汲取热量，就像漂移在柠檬水中的冰块一样，正如他其时对《生命科学》所说的那样。但是这个料想尚未得到证明。

一般粒子会衰减成暗物质吗？

中子是具有有限寿命的规章物质粒子。约莫14.5分钟后，从原子中摆脱出来的孤中子将衰酿成质子，电子和中微子。但是，依据《 Physical Review Letters》杂志7月份研究中引用的试验，两种差别的试验装置对此衰减的寿命略有差别，两者之间的差别约为9秒。。本年早些时间，物理学家发起，假如有1％的时间，某些中子正在腐败成暗物质粒子，则可以解说这一特别征象。来自新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国度试验室的克里斯托弗·莫里斯（Christopher Morris）和他的团队监测中子的信号大概是暗物质，但无法检测到任何工具。研究评释，他们以为其他衰变场景仍旧大概。

暗物质真的存在吗？

鉴于科学家在实验检测息争释暗物质方面碰到的困难，一个公道的提问者大概会猜疑他们是否将这统统都弄错了。多年来，很少有物理学家提出如许的看法，即我们的引力理论大概基础便是错误的，而且根本力在大范畴上的作用差别于我们的预期。这些发起通常被称为“修正的牛顿动力学”或MOND模子，它们假定没有暗物质，而且恒星和星系相互围绕自转的超快速率是引力以令人惊奇的方法体现的效果。物理学家唐·林肯（Don Lincoln）在《生命科学》的解说中写道： “暗物质仍旧是一个未经证明的模子。”。然而，阻挡者尚未说服他们更大范畴的想法。最新的证据？这也评释暗物质是真实的。