常进:科学家如何探测暗物质?(3)
2023-05-01 来源:飞速影视
刚才是旋转曲线,人们认为牛顿的万有引力定律,可能在宇宙学的尺度上存在问题,要得到距离和速度的关系,我们可以通过修改万有引力定理得到曲线。
星系发光物质的分布,当然可以通过钱德拉望远镜把它观测出来。
研究两个星系的质量分布,我们还可以通过另外一种方法,引力透镜。
今年年初引力波很轰动,根据爱因斯坦的广义相对论,光线在引力场中不是沿直线传播的,而是会有一定弯曲。根据光线的弯曲的大小,可以把质量分布测出来。
两个星系团碰撞时,暗物质不发生相互作用,有没有物质,产生的速度一样。但是普通物质和普通物质之间存在着相互作用,所以它走的慢一点。这样就形成了一个只包含暗物质的区域,这样的观测结果是无法用修改引力的方法很好的解释的。
世界上没有一个容器能把暗物质装起来,暗物质与普通物质不发生任何相互作用,任何东西都挡不住暗物质。想把它抓住,不可能,它会从你的身上溜走。这种观察技术出来以后呢,基本上暗物质越来越受到大家的认可。
宇宙中95%的是看不见的物质——暗物质和暗能量,其中暗物质占宇宙的总能量密度的27%,人类只弄清了宇宙的5%(即可见物质)。
根据当前的观测技术,基本上可以把暗物质的物理性质统计出来,不发光,密度大。可见物质是5%,暗物质是可见物质的5倍,27%。暗物质寿命长,它来自于宇宙大爆炸,现在已经138亿年,如果暗物质的寿命很短的话,它早就衰变了,不存在了。
由于标准模型中的所有基本粒子,人类已经发现了,所有的基本粒子我们都找到了,没有一个基本粒子与暗物质粒子相匹配,标准模型中所有的粒子都不满足这些性质。也就是说,如果我们找到了暗物质粒子,它肯定不在标准模型里面,这也就意味着现有的标准的物理学模型会得到突破。这也是为什么暗物质这么热。
宇宙中最不可理解的事,是宇宙居然是可以理解的,这是爱因斯坦讲的,他完成了广义相对论,说出了这一段话,通过广义相对论,他认为能把整个宇宙了解了。但是他把这个话说早了,现代宇宙还没有完全理解,因为暗能量和暗物质还没弄清楚,宇宙到现在为止,还是不可以理解的。
暗物质的探测
现在是一个探测暗物质的时代,把暗物质弄清楚,肯定会导致物理学革命。
怎么探测呢?有三种方法。
第一种是在加速器上模拟宇宙大爆炸。
加速器探测就是通过高能粒子碰撞,模拟宇宙大爆炸,将暗物质粒子打出来,然后去探测,这比较容易理解。
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