03.02 暗物質,顧名思義看不到的物質,那麼該如何研究?研究的進展如何了?

地理愛好者


答:科學家最喜歡“意外”,因為每個意外的背後,都隱藏著一套未知的自然規律,而“暗物質”就是當代物理學中,最大的意外之一!


科學歷史

20世紀初,科學家發現水星進動現象無法用牛頓力學解釋,提出了一系列的假設,比如:太陽形狀不是正圓、地球軌道另一側存在未知行星、存在第三顆內行星等等,但解釋都以失敗而告終。



直到1915年,愛因斯坦提出廣義相對論後,水星進動才得到完美解釋,原來是牛頓力學的侷限性導致的,而“水星進動”這一現象,就是牛頓力學下的“意外”。


暗物質

在當代物理學中,“暗物質”就是意外之一,因為科學家發現,某些天文現象並不符合當前理論的描述,那麼就存在這麼三個可能:

(1)當前理論具有侷限性;

(2)存在未被發現的東西;

(3)以上兩者都有;





無論真相是哪一種情況,意義都是重大的,暗物質背後隱藏著更深的自然規律,也許遠遠超過當前理論的範疇!

誰也不知道這個未知的領域,將會給科學帶來多大的影響,也許是理論科學的第三次革命也說不準,所以科學家熱衷於暗物質的研究!


目前進展

至於進展,科學家嘗試各種可能,然後利用計算機進行模擬後,認為第(1)種可能性極低,於是把研究放在了第(2)種可能上,就是假設了一種未知物質——暗物質!

目前科學家對暗物質的瞭解有限,暗物質參與了引力作用、不發光、非常穩定、暗物質質量是普通物質的五倍;至於暗物質的其他性質知之甚少!




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艾伯史密斯


天體紅移推測宇宙處在超光速澎漲運動之中,宇宙超光速澎漲再假設暗物質支撐明物質作超光速澎漲,暗能量成了支持明物質超光速澎漲的能量,這就是假設暗物質的由來,推測加假設,找不到暗物質只能推卸責任,胡亂式地亂肯定,心中認為真正存在了,浪費了時間,浪費了巨資,浪費了人才。

天體紅移科學上無法解釋,為了在科學上有一個唯心的解釋,想象宇宙處在超光速澎漲之中,而不是指與紅移運動能力相應地澎漲力,幾個紅移星體那有那麼大的澎漲力。宇宙的奧妙無窮,現代奧妙有限,暫作宇宙處於超光速澎漲的解釋,正好符合想象的主觀主義。接下來再來一次所謂科學性的假設,假設有暗物質存在,在科學前沿好去解釋唯心的宇宙規律。天文觀察證實,宇宙紅移量是與觀察距離成正比的,既宇宙澎漲是在暗能量支持下屬加速式澎漲,再加1%的暗能量也支持不了加速式澎漲,加速式澎漲假設的暗能量為固定量永遠不夠支持超光速澎漲?,暗能量成了客觀上加速式澎漲的假設了。銀河系巳證實沒有澎漲運動,太陽系更易證明,難道整個宇宙還存在沒澎漲的宇宙空間!?依此得出盡是想象式的胡扯。

暗物質不能變明物質,它們之間完全不屬於一個類型,一個是虛無的,看不見,摸不著,找不到,無物質存在性的所謂物質量;一個是實實在在存在的物質。暗物質在三維空間是虛無的,在以三維為基礎的其它高維空間同樣不存在(三維空間包括在內)。客觀上有沒有暗物質,明物質照樣是一個整體。明物質宇宙這個整體運動性也是獨立的,和暗物質支撐沒半點關係,支不支撐不影響明物質的統一運動性。宇宙空間不是整體在澎漲,銀河系例外,這就說不通了,這就不科學了。

數學的計算能力是多麼的強大,不存在的虛無也計算出所謂是實際的存在量,所謂唯心科學是多麼的幼稚可笑,多麼地頑固不化,盡了最大的努力忽悠。要想從主觀認識上改變過來,要想從現實探討中轉變過來,要想從長時間推御責任方面為無法問責中轉變過束,只有堅持,堅持,再堅持,100年後再怎麼問責就成遺留問題了。對天體紅移的認識,應從客觀上去認識,不能推測後再加一次假設,連一個問題還處在有待解決處的開始,還無從下手,再加想象式假設,宇宙將變得無法理解,只能變成大腦想象的世界了。




蘭天1969飛碟製造專家


天文觀測研究關於宇宙組成的最新結果是:宇宙質量26%為暗物質,70%為暗能量,而我們所能看到的恆星以及所有星系可能不到宇宙質量的5%。其中暗物質由於不發光、壽命長、作用弱等特點,雖然天文觀測有很多間接證據(星系旋轉曲線、星系團的強引力透鏡、微波背景輻射的功率譜等)證明暗物質的存在,但完全沒有弄明白暗物質粒子的“真身”是什麼?是或者不是新的粒子?


目前,國際通行的探測研究暗物質方式有三種:


(1)利用粒子對撞產生暗物質觀察其衰變的產生實驗。

該類實驗主力設備是歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(LHC)。科學家們期待在高速粒子的對撞實驗過程中,產生暗物質粒子而被檢測出來。原理是對比一次粒子碰撞前後的能量是否有不一致的變化產生,(如果有減少的能量)可能就以暗物質的形式逃逸了。


LHC局部 ©Richard Juilliart/AFP/Getty Images


(2)基於暗物質湮滅產生反物質的原理在太空進行的湮滅實驗。

根據現有的理論模型,暗物質粒子湮滅或相互作用後可能會產生高能光子,如果能夠精確測量這些光子的能譜,可能就會發現暗物質粒子留下的“指紋”。空間間接探測,主要是對宇宙中暗物質的湮滅或微衰變產生的次級粒子進行探測。


在此類最著名的實驗就是我國的暗物質粒子探測衛星(英文縮寫DAMPE,中文名“悟空”)實驗。悟空首席科學家是紫金山天文臺副臺長、中國科大空間與天文學院常務副院長常進研究員。悟空位於太陽同步軌道,高約500千米,每天平均觀測500萬個高能粒子,每天回傳的數據量約16G。悟空的觀測能段範圍是先前實驗國際阿爾法磁譜儀的10倍,探測器能量分辨率比國際同類探測器高3倍。


悟空太空遨遊假想圖 ©DAMPE


根據最新公佈的觀測結果,悟空首次直接測量到了電子宇宙射線能譜在0.9TeV處的“拐折”,1.4 TeV處存在一個尖銳結構。特別是1.4 TeV的尖銳結構很可能預示了“質量為1.4TeV左右的新粒子”,或者“尚不為人知的單能態TeV粒子加速”。這個尖銳結構如果得以確證,將是粒子物理或天體物理領域的開創性發現,是超過現有教科書之外的發現。但還不能說發現了暗物質,只能說在能譜上發現了奇怪的現象,需要理論物理學解釋。並且“尖銳結構”的信噪比並不高,在科學上超過5倍sigma才能說信號足夠明顯、結果足夠顯著,這個信號也才2倍sigma多。


高能宇宙射線正負電子能譜圖,紅色的點是“悟空”觀測到的數據 ©DAMPE


(3)測量暗物質與液體或固體的散射

其原理是通過檢測暗物質粒子與原子核碰撞後的產物或能量,進而發現暗物質。為了阻擋來自太空的輻射,避免探測器被幹擾,科學家們把實驗裝置安裝在很深的地下利用地球的地殼岩石進行屏蔽。


目前全球暗物質直接探測最靈敏的裝置是我國的PandaX實驗(熊貓計劃)。PandaX實驗裝置安裝在我國首個極深地下實驗室“中國錦屏地下實驗室”,位於在四川雅礱江錦屏水電站,實驗室垂直岩石覆蓋約2400米。PandaX實驗採用的巨量的液氙,當暗物質例子和氙原子一旦發生碰撞,氙原子就會發光,同時也會產生自由電子。“熊貓計劃”項目負責人、上海交通大學季向東教授在“2017年度國際高能粒子天體物理大會”上公佈了該項目合作組最新實驗結果:暗物質與核子的碰撞截面應小於“6×10^-47平方釐米”限制,再次刷新了對暗物質粒子性質限制的世界紀錄。


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南極觀星人


現在人類科學觀測根據什麼論證宇宙是由26%為暗物質,70%為暗能量,看到恆星不到宇宙質量的5%。這些構成宇宙物質只是憑空猜想,首先把暗物質和暗能量解釋不明不白。物質具有發光發熱特性。迄今為止人類沒有任何儀器設備可以觀察到宇宙是由什麼具體物質構成了。什麼是暗物質:具有物質的特性,不可見光,對光具有侵蝕性,通俗講就是不和光發生反射,散射,拆射,衍射等反應的物質,具有巨大的暗能量的特性。宇宙是由不到69%暗物質和其它不在元素週期表化學元素內其它物質的構成。宇宙還存在許多空域不存在暗物質,只存在原子粒子。高度文明智慧物種~外星人宇宙飛船上需要水就是從宇宙到處都存在暗物質,從中提取氫原子和氧原子人工製造水,2,宇宙飛船動力系統~量子廢墟就是使用核聚變燃料就是從宇宙中提取暗物質,在可控核聚變反應堆在引力子參加核聚變反應產生具有巨大不間斷疊加巨大暗能量,提供給宇宙飛船動力系統~量子廢墟使用。3,暗物質具有自然修補本宇宙和另一個宇宙摩擦或者碰撞造成的蟲洞和填充黑洞能力。4,氫元素和暗物質不斷擴散也造成宇宙不斷膨脹呈正弦式擴增。


擦肩而過的世界


原創思想,我覺得宇宙物質的由來是相應出來的,而所謂的暗物質,是對應著物質而出現的。亦即是說,如果是沒有物質的感應性出現,就不會出現沒有感應性的暗物質的。而我的理解是這樣的,就算將來是探明瞭暗物質,而亦會出現另一不明的暗物質的,這可能是我覺得宇宙,是二面性的或是多維度性的了,而就無法進行一一的探究清楚了。而暗物質或暗能量,可能是演化出物質的,但如此一來,就永遠也說不清宇宙的暗物質或暗能量,又是怎樣來的了。所以我覺得宇宙的物質,就是相應而來的而相應發展出運動的。但不知是不是這樣的理解宇宙,就不知了,而就交給下面的磚家繼續的討論吧!


踏浪而來37326050


所有粒子都是暗物質構成的,粒子外的暗物質存在是因為量和空間已經不夠產生新粒子,任何粒子內的暗物質時時刻刻都在和粒子外的暗物質互換,宇宙最小粒子是暗物質的一種渦旋穩定態,粒子外的暗物質是混沌態,非穩定態。


螞蟻騎鯨魚


暗物質,不發光,有來源。老天爺用食指輕輕一劃,無中生有攤了個煎餅宇宙,等著熟。老天爺一劃,將部分秩序和動力賦予宇宙原初,也已經產生電子、質子、暗物質、原子,將來演化出煎餅宇宙。


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