在天文學(xué)界和物理學(xué)界,有一個被科學(xué)家稱為世紀之謎的問題待解,這便是暗物質(zhì)。 為了探究這個奧秘,找到暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù),2011年,中國科學(xué)院正式將暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星列入中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項空間科學(xué)項目,并作為我國科學(xué)衛(wèi)星系列的首發(fā)衛(wèi)星。經(jīng)過4年多的籌備,衛(wèi)星已經(jīng)完成研制并整體交付。今年年底,暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星將在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地擇機發(fā)射。9月29日,探測衛(wèi)星的牽頭研制單位——中國科學(xué)院紫金山天文臺在南京舉行了衛(wèi)星全球征名活動的啟動儀式。 暗物質(zhì)是什么
不帶電荷也沒有電磁場相互作用,像幽靈一樣能穿透阻礙物 “千萬別相信你的眼睛,有些東西不是用眼睛就可以看到的,比如說暗物質(zhì)。”談到這個話題,暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星首席科學(xué)家、紫金山天文臺研究員常進就像在說一個從未謀面的朋友,既親切又陌生。 暗物質(zhì)是什么?“宇宙中,我們能看見的物質(zhì),都因為帶有電子而能‘發(fā)光’,而我們能觸碰一張桌子、一面墻,感覺到它們的存在,是因為有電磁場的相互作用。與此不同,暗物質(zhì)是不帶電荷的,也沒有電磁場的相互作用,能像幽靈一樣穿透阻礙物,不著痕跡地從身邊飛走。因此盡管我們周圍存在暗物質(zhì),例如平均1立方厘米的空氣中可能就有上千顆暗物質(zhì)粒子,但并不能為我們所看到或感覺到?!?常進說。 www.miercn.com 愛國交流理性平臺
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暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星示意圖 轉(zhuǎn)自米爾軍情網(wǎng) http://www.miercn.com 那么我們判斷其存在的根據(jù)是什么? 暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星項目組成員、紫金山天文臺助理研究員馮磊介紹,支持暗物質(zhì)假說主要的觀測證據(jù)之一是旋轉(zhuǎn)曲線。行星圍繞著恒星旋轉(zhuǎn),其速度由這兩者吸引力的大小決定,而吸引力的大小又取決于兩者的質(zhì)量。在研究漩渦星系時,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),其吸引力所需要的質(zhì)量遠遠超出我們所能觀測到的物質(zhì)總量,否則行星就會沖破引力的束縛飛向茫茫宇宙,因此進一步推斷,在人類已知的物質(zhì)之外,還有另外一種物質(zhì)存在。 www.miercn.com 軍情第一站 此外,引力透鏡的一些發(fā)現(xiàn)也支持著暗物質(zhì)假說的成立。和光線通過玻璃透鏡會偏轉(zhuǎn)一樣,宇宙線在通過大質(zhì)量的物質(zhì)周圍時也會發(fā)生偏轉(zhuǎn)??茖W(xué)家們在研究子彈頭星系團時發(fā)現(xiàn),主要導(dǎo)致光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的地方并沒有看得見的物質(zhì)存在,這說明,有一種我們所看不到的暗物質(zhì)存在。此外,對暗物質(zhì)的假設(shè)還立足于對宇宙微波背景以及Ia型超新星的觀測等。
宇宙中有一種我們所看不到的暗物質(zhì)存在 用什么方式找 目前主要通過散射實驗、湮滅實驗以及產(chǎn)生實驗這三種方式 尋找暗物質(zhì)的過程對科學(xué)家們來說,就像是和幽靈捉迷藏。到底怎樣才能找到暗物質(zhì)呢? 常進介紹,目前世界范圍內(nèi)大致有三種方法來對暗物質(zhì)進行捕獲。第一種是基于暗物質(zhì)能與普通物質(zhì)產(chǎn)生互相作用的假設(shè)。簡單地說,研究過程就是將一個靜止的靶子設(shè)置好,如果暗物質(zhì)打進來,帶電原子核就會飛出去,科學(xué)家也將能捕獲其信號。目前,各國有不少這樣的散射實驗項目,其中我國四川錦屏的地下實驗室是目前世界上最深的研究暗物質(zhì)實驗室。在這個領(lǐng)域,歐洲的DAMA實驗團隊曾聲稱已經(jīng)觀測到暗物質(zhì),但包括美國LUS團隊和四川錦屏團隊在內(nèi)的其他探索,均未證實此發(fā)現(xiàn)。
散射實驗如此之難,于是產(chǎn)生了第二種方法,觀測暗物質(zhì)衰變或湮滅后產(chǎn)生的可見粒子。這種方法是基于暗物質(zhì)自身會湮滅產(chǎn)生可見物質(zhì)的假設(shè)。常進介紹,世界上的物質(zhì)都有反物質(zhì),當一個物質(zhì)遇到一個反物質(zhì)的時候,兩者都會被摧毀,由此產(chǎn)生巨大的能量。
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