暗物质和暗能量 物理学天空这两朵乌云何时才能消散

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  “像20世纪初一样,21世纪初的物理学天空也占据 两朵乌云,它们是暗物质和暗能量。”近日,中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所原所长陈生和熟在2019年国际暗物质日北京地区活动上不到 感慨。

  跳出与引力理论不一致问题

  1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了物质间的万有引力定律。400多年后,爱因斯坦于1916年发表了广义相对论,把牛顿的引力理论推广到适用高速运动的物体。牛顿和爱因斯坦的引力理论突然被亲们奉为圭臬。

  “然而,上世纪20年代起,很多 的天文观测表明,在星系到宇宙的尺度占据 就说 与牛顿和爱因斯坦的引力理论不一致的问题。”陈生和熟说道。

  天文学家观测发现,旋涡星系的旋转曲线并不到 按引力理论预言的那样,在星系的发光区域以外太快下降,就说 平缓地延伸。在银河系所有的星球都绕银心转动,根据牛顿的万有引力,太阳转动的速度和银河系的质量以及太阳离银心的距离直接相关,能否推出太阳的转动速度为每秒170千米,并且实际测量的结果却是每秒220千米—2400千米。

  究竟是哪些致使引力理论失灵了呢?宇宙中还占据 亲们告诉我的神秘魅影?

  对宇宙中95%物质一无所知

  为了解释你你你这人问题,科学家推断旋涡星系里必定有亲们看不见的暗物质。还有就说 就说 的天文观测证据也表明有暗物质占据 。宇宙微波背景辐射观测实验的结果给出了暗物质在宇宙物质总量的比例。在宇宙中,普通物质只占4.9%,暗物质占到26.8%,暗能量占到68.3%。

  “你你你这人结果是相当惊人的。粒子物理的基本理论‘标准模型’正确地解释了几乎所有的实验问题,20世纪400年代以来,与之相关的研究获得了18次诺贝尔物理学奖。但你你你这人成功的理论不到解释宇宙中不到5%的物质,而对剩下的95%一无所知,亲们成了井底之蛙。”陈生和熟说。

  不到 ,亲们一无所知的暗物质到底是哪些?物理学家还告诉我。亲们猜测,暗物质是三种 具有弱相互作用的重粒子,它比氢原子要重几百倍甚至几千倍。

  对于你你你这人既看不见也摸不着的暗物质,科学家们正在努力寻找它们。“暗物质寻找是近三十年国际粒子物理实验的热点之一,主要通过三类实验来寻找暗物质粒子。”陈生和熟告诉记者。

  三类实验正在搜寻暗物质粒子

  第三种 类实验是在超高能对撞机上产生暗物质候选粒子,在欧洲的大型强子对撞机上有就说 科学家从事以前的工作,其中包括就说 来自中国科研院所和高校的科学家。

  “‘对撞’就说 三种 寻找暗物质的办法,科学家还在‘上天’‘入地’寻找暗物质。所谓‘上天’,就说 在外层空间间接探测暗物质,暗物质粒子不可能 会湮灭,产生普通物质对,如正负电子对。能否通过测量宇宙线正电子来寻找暗物质,比如华人诺奖获得者丁肇中先生领导的阿尔法磁谱仪实验;也能否通过测量宇宙线电子加正电子来寻找暗物质,比如我国的‘悟空’卫星实验。”陈生和熟说道。

  而“入地”寻找暗物质,则是通陷得地实验直接探测暗物质粒子。暗物质粒子不可能 与普通物质占据 概率极微小的碰撞,并把以前静止的原子撞得“飞起来”。撞“飞起来”的原子就能否被观察到了,这就说 直接探测。陈生和熟把你你你这人探测办法比作“守株待兔”,暗物质粒子是兔子,普通物质的原子就说 株。

  实际上,即便这三类实验之一发现了暗物质的候选粒子,确认它就说 宇宙中的暗物质也是一项极为艰巨的任务。陈生和熟强调,三种 实验或合适三种 ,能否相互验证,不能否确认你你你这人粒子的占据 ,这能否理论和实验物理学家以及天文学家密切合作者,一并努力。(陆成宽)

[ 责编:蔡琳 ]

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