第158章 暗物質 (第1/2頁)

正自思量間,華楓聽到耳邊有人說話:“小子,算你有點悟性,實不相瞞,我就是那曾鬧上天宮的齊天大聖孫悟空。至於現在,我在曙光學院的身份是孫行。我看你體質異於常人,和我這天地生長的靈明石猴頗有相像之處。”

“你是……孫悟空?”華楓有點不可思議的驚訝道。

因為不管怎麼樣,孫悟空在任何一個華夏人的心裡都是超級英雄的存在,他從未想過有一天會真的在現實中遇見神話中的人物。

“好了,別那麼驚訝,這個世界上你不瞭解的事情還有很多,現在我需要你知道一種叫做暗物質的東西。”孫悟空緊接著說道。

華楓感覺到大量的資訊衝進腦子裡:暗物質(Da

&natte

)是理論上提出的可能存在於宇宙中的一種不可見的物質,它可能是宇宙物質的主要組成部分,但又不屬於構成可見天體的任何一種目前已知的物質。大量天文學觀測中發現的疑似違反牛頓萬有引力的現象可以在假設暗物質存在的前提下得到很好的解釋。

現代天文學透過天體的運動、引力透鏡效應、宇宙的大尺度結構的形成、微波背景輻射等觀測結果表明暗物質可能大量存在於星系、星團及宇宙中,其質量遠大於宇宙中全部可見天體的質量總和。結合宇宙中微波背景輻射各向異性觀測和標準宇宙學模型(ΛCDM模型)可確定宇宙中暗物質佔全部物質總質量的85%。

目前一種被廣泛接受的理論認為,組成暗物質的是“弱相互作用有質量粒子”(weakly i

te

acti

&nassive pa

ticle, WIMP),其質量和相互作用強度在電弱標度附近, 在宇宙膨脹過程中透過熱退耦合過程獲得目前觀測到的剩餘丰度。此外,也有假說認為暗物質是由其他型別的粒子組成的,例如軸子(axio

),惰性中微子(ste

ile

eut

i

o)等。

最早提出“暗物質”可能存在的是天文學家卡普坦(Jacobus Kaptey

),他於1922年提出可以透過星體系統的運動間接推斷出星體周圍可能存在的不可見物質。1932年,天文學家奧爾特(Ja

Oo

t)對太陽系附近星體運動進行了暗物質研究。然而未能得出暗物質存在的確鑿結論。1933年,天體物理學家茲威基(F

itz Zwicky) 利用光譜紅移測量了后髮座星系團中各個星系相對於星系團的運動速度。

利用位力定理,他發現星系團中星系的速度彌散度太高,僅靠星系團中可見星系的質量產生的引力是無法將其束縛在星系團內的,因此星系團中應該存在大量的暗物質,其質量為可見星系的至少百倍以上。

&nith) 在1936年對室女座星系團的觀測也支援這一結論。不過這一概念突破性的結論在當時未能引起學術界的重視。1939年,天文學家巴布科克(Ho

ace W. Babcock)透過研究仙女座大星雲的光譜研究,顯示星系外圍的區域中星體的旋轉運動速度遠比透過開普勒定律預期的要大,對應於較大的質光比。

這暗示著該星系中可能存在大量的暗物質。1940年奧爾特對星系NGC3115外圍區域星體運動速度的研究,指出其總質光比可達約250。1959年凱恩(F.D. Kah

)和沃特(L. Woltje

)研究了彼此吸引的仙女座大星雲和銀河系的之間的相對運動,透過相互它們靠近的速度和彼此間的距離,推論出我們人類所處的本星系團中的暗物質比可見物質的質量約大十倍。

暗物質存在的一個重要證據來自於1970年魯賓(Ve

a Rubi

)和福特(Ke

t Fo

d)對仙女座大星雲中星體旋轉速度的研究。利用高精度的光譜測量技術,他們可以探測到遠離星系核區域的外圍星體繞星系旋轉速度和距離的關係。

按照牛頓萬有引力定律,如果星系的質量主要集中在星系核區的可見星體上,星系外圍的星體的速度將隨著距離而減小。

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