什么是暗物质呢?你对暗物质又有多少了解呢?

大家好,到了仰望星空天文学史话的时间了。今天我们来谈谈当今天文学的未解之谜之一-暗物质。我们知道瑞士天文学家茨威基在二十世纪30年代发现并命名了“暗物质”,但是他呢,没有很专心的继续研究下去,而是把它搁在一边,转头去研究超新星了,这一搁置就是50多年时间没有人去理会,兹威基也在1974年去世,他没有等到自己提出的暗物质惊动全世界的那一天,那么后面又发生了一些什么呢?

什么是暗物质呢?你对暗物质又有多少了解呢?

茨威基在望远镜前观测

美国有一位女天文学家叫薇拉·(古柏)·鲁宾(Vera (Cooper) Rubin,在上世纪的六七十年代,女性天文学家是很少的,这个鲁宾选择了在天文学研究上不是那么热门的星系-转动曲线的方向,大家知道,在鲁宾做研究的那个年代,天文观测设备已经取得了长足的进步,因而观测的精度呢,也就大大的提高了,鲁宾在研究银河系的转动时,和奥尔特一样,她产生了一个巨大的困惑,就是银河系外侧的恒星绕银河系中心转动的速度比用理论推算出来的数值大了太多,这一发现让这个鲁宾大惑不解,也激发了她深入研究下去的兴趣,这一研究就持续了十几年,她取得了大量翔实的观测数据,又做了仔细的计算,她发现,如果要维持银河系目前的转动速度,又不让银河系分崩离析的话,那么银河系的总质量必须远远高于目前已经观测到的所有可见天体的质量。

什么是暗物质呢?你对暗物质又有多少了解呢?

薇拉·(古柏)·鲁宾(Vera (Cooper) Rubin

你想象一下,如果我们用沙子捏一个陀螺,然后把这个陀螺给转起来,那么转速一快,这个沙陀螺肯定就会被传得散架,因为沙子与沙子之间的结合力,不足以维持这个转动的向心力,要让沙陀螺不散架,你就得拿胶水和在这个沙子里面。现在呢,我们就可以把银河系想象成是这样的一个沙陀螺,那么万有引力就是这些沙子之间的胶水,这个胶水的强度决定了陀螺的转速最高能到达多少?现在,我们已经观测到了银河系的转速,那么就能反算出总的引力大小,进而算出银河系的总质量,鲁宾就确定无疑的发现,银河系的大部分质量都丢失了,于是1980年,她和同事发表了一篇论文,详细描述了他们的发现,这是天文学史上第一篇有关暗物质的重量级论文,影响非常非常的大,也是从那个时候开始,天文学家们才蜂拥而至,纷纷开始研究这部分丢失了的质量到底去了哪里?

什么是暗物质呢?你对暗物质又有多少了解呢?

暗物质

鲁宾的这个发现,只能算作暗物质存在的间接证据,真正的第一份直接证据的出现,要到了2006年,那一年,以道格拉斯克洛为首的美国天文学家团队,他们利用钱德拉x射线望远镜,对某一个星系团进行观测的时候,无意间观测到星系碰撞的整个过程,这个星系团的碰撞威力之猛,使得暗物质与正常物质分开,因此发现了暗物质存在的直接证据。现在在网上也搜到他们发表的这篇论文的原文,论文不长,仅仅只有五页,如果有专业的人士能够看得懂的话呢,不妨可以自己上网搜下。

什么是暗物质呢?你对暗物质又有多少了解呢?

钱德拉X射线卫星

那么这个神秘的暗物质到底是什么呢?目前天文学界并没有一个能够令人信服的解释,所有人都是在猜。主流的观点,认为暗物质应该是一种微观粒子,而这种微观粒子除了产生引力效应外的,几乎不与其他已知的粒子发生任何作用,它依然是当今物理学界和天文学界共同研究的两大谜题之一。为了寻找暗物质的蛛丝马迹,各国的科学界都投入了巨大的人力物力去探寻,这几十年来的人类,为了解开暗物质之谜,花费了无数的金钱,建设了无数工程浩大的实验设施设备;有的就建在深深的地下,有的就被发射到太空中,我国也在2015年12月17日,发射了一颗名为“悟空”’的暗物质探测卫星,但是到目前为止,暗物质依然是一个谜。

什么是暗物质呢?你对暗物质又有多少了解呢?

”悟空”号暗物质粒子探测卫星

根据目前最新的观测数据,这个数据的来源的主要是欧空局普朗克卫星2015年发布的数据,计算表明,宇宙中的可见物质,也就是我们所能观测到的所有的物质,只占整个宇宙总质能的4.9%而已,暗物质占到了26.8%,那么宇宙中的另外68.3%又是什么呢?它就是当今天文学界另外一个不解之谜,暗能量。

好了,今天对暗物质的讲解就到这里,下次我们再来接着说说天文学另一个未解之谜-暗能量,下次同一时间不见不散!


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