什么是暗物质,为什么没找到?

宇宙中五分之六的东西似乎丢失了,而我们只是找不到。它被称为“暗物质”,科学家们通过一些世界上最大,最昂贵的实验来寻找它。

这些实验一次又一次地空手而归。最近,XENON1T实验的科学家们发现了一个为数不多的超灵敏液态氙,经过9个月的搜索,他们并未找到他们想要的信号。瑞士日内瓦世界上最大的粒子加速器大型强子对撞机也没有设法打开任何东西。因此,您可能想知道,我们在寻找什么,为什么?为什么世界物理学家对“暗物质”可能如此分歧?


什么是暗物质,为什么没找到?

大而奇怪的东西

早在19世纪末,科学观察就告诉我们,宇宙比看起来更大。现在,科学家们认为瑞士物理学家弗里茨·兹维克(Fritz Zwicky)是暗物质之父。Zwicky意识到昏迷星团中的星系移动得太快了。他认为星团中的质量可能比他所能看到的要大400倍,有点过头了,并称这种缺失的东西为Dunkle Materie或“暗物质”。

维拉·鲁宾( Vera Rubin)和其他人在1960年代和1970年代的工作表明,星系本身必须比已知的万有引力定律还要大。具有质量的事物具有引力,并且它们具有的质量越多,它们对事物的引力就越大。万有引力定律预测,在巨大的旋转系统(例如我们的太阳系或恒星集合)中,最远区域的物体移动的速度应比靠近中心的物体移动得慢,并继续减速。

但是这些科学家观察到,在银河系外缘的恒星并没有减速-它们绕银河系中心以大约相同的速度甚至比靠近中心的恒星更快的速度运转。这意味着恒星承受的重力更大,并且质量高于预期。物理定律错了,或者那里有一些奇怪的更暗的东西。

实际上,在我们整个宇宙中,大事物的行为似乎比看起来更大。有时还有东西,我们认为会有什么。在距地球37亿光年的子弹星系团中,看似空旷的区域似乎仍然具有足够的引力,可以弯曲从其后方的星系传播的光。

但是,正如芝加哥大学物理学家丹·胡珀(Dan Hooper)在最近一次会议上解释的那样,暗物质的最重要证据来自对宇宙本身的大规模结构的观测。它似乎无缘无故地呈现出某种引力结构,因此某种东西(迄今为止对我们而言是无法发现的)必须将其全部结合在一起。

现在的计算表明,这种暗物质的数量大约是常规物质的五倍。


什么是暗物质,为什么没找到?

在子弹群中,光线似乎在应该是空白的地方弯曲。现在,研究人员认为这些区域含有暗物质。


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