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暗物質(zhì):人類(lèi)探索宇宙的一扇窗

摘要:它無(wú)所不在,卻又無(wú)跡可尋。沒(méi)有它就沒(méi)有我們的宇宙,更談不上今天的人類(lèi)。它就是暗物質(zhì),一個(gè)讓物理學(xué)界追尋半個(gè)多世紀(jì)的謎。

它無(wú)所不在,卻又無(wú)跡可尋。沒(méi)有它就沒(méi)有我們的宇宙,更談不上今天的人類(lèi)。它就是暗物質(zhì),一個(gè)讓物理學(xué)界追尋半個(gè)多世紀(jì)的謎。

這個(gè)謎可能很快揭曉。當(dāng)?shù)貢r(shí)間3日,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、華裔物理學(xué)家丁肇中及其阿爾法磁譜儀項(xiàng)目(AMS)團(tuán)隊(duì)宣布的成果,讓人類(lèi)在認(rèn)識(shí)暗物質(zhì)的道路上邁出重要一步。丁肇中團(tuán)隊(duì)借助阿爾法磁譜儀已發(fā)現(xiàn)40萬(wàn)個(gè)正電子,這些正電子可能來(lái)自人類(lèi)一直尋找的暗物質(zhì)。

(圖:科學(xué)家繪制出的宇宙暗物質(zhì)三維數(shù)字分布圖)

何為暗物質(zhì)?

丁肇中團(tuán)隊(duì)的報(bào)告當(dāng)天發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。這份著名的學(xué)術(shù)刊物同時(shí)刊發(fā)署名評(píng)論說(shuō),新成果具有“史無(wú)前例的靈敏度”,盡管現(xiàn)在還不能排除其他可能性,但它“強(qiáng)烈暗示”人們已捕捉到了暗物質(zhì)的痕跡。

(圖:丁肇中就暗物質(zhì)的最新研究成果接受記者采訪(fǎng))

美國(guó)航天局局長(zhǎng)查爾斯•博爾登3日也發(fā)表聲明說(shuō),阿爾法磁譜儀首批研究成果“將有助于促進(jìn)對(duì)基礎(chǔ)物理學(xué)和天體物理學(xué)領(lǐng)域新的理解”,“我們期盼更多來(lái)自這一項(xiàng)目的令人激動(dòng)的成果”。

然而,暗物質(zhì)究竟為何物?他又有何魅力能讓全球物理學(xué)界乃至整個(gè)人類(lèi)為之深深著迷呢?

1937年,加州理工學(xué)院的瑞士天文學(xué)家弗里茲•扎維奇發(fā)現(xiàn),大型星系團(tuán)中的星系具有極高的運(yùn)動(dòng)速度,然而星系的運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出萬(wàn)有引力公式計(jì)算出的結(jié)果,這表明除了人類(lèi)已知的星系團(tuán)核心物質(zhì)對(duì)該星系的引力外,還存在其它引力。天文學(xué)家進(jìn)一步推斷,在人類(lèi)已知的宇宙物質(zhì)之外,還有一種物質(zhì)存在。

此后70多年的研究、分析均表明,這一至今未被人們觀(guān)測(cè)到的物質(zhì)即“暗物質(zhì)”在宇宙中存在,而且其在宇宙中所占的份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前人類(lèi)可以看到的物質(zhì)。宇宙中最重要的成分是暗物質(zhì)和暗能量,暗物質(zhì)占宇宙25%,暗能量占70%,我們通常所觀(guān)測(cè)到的普通物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量5%。可以說(shuō),如果人類(lèi)不了解暗物質(zhì)的性質(zhì),就不能說(shuō)我們了解宇宙。

然而,一個(gè)事實(shí)是,暗物質(zhì)無(wú)法被直接觀(guān)測(cè)到,只能通過(guò)其與物質(zhì)的相互作用來(lái)間接“觀(guān)察”,這無(wú)疑使得對(duì)它的研究難度大大增加。

責(zé)任編輯:蔡暢校對(duì):總編室最后修改:
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