在暗物质的研究上,科学家们虽取得了一定成果,但是依然任重道远

在暗物质的研究上,科学家们虽取得了一定成果,但是依然任重道远
2019年09月21日 08:01 新浪网 作者 小超谈车

为了能够更好的去研究和探索暗物质,科学家们都纷纷投入到这个未知的新物理科学的领域中,以此来在探索暗物质的过程中能够获得一些突破性的发现。

在暗物质的研究上,科学家们虽取得了一定成果,但是依然任重道远

2013年4月3日这一天,在瑞士日内瓦的一个欧洲原子能研究中心里,传来了一则关于暗物质研究方面的信息;我国物理学诺贝尔奖获得者丁肇中教授在信息中宣布称,他所带领下的科研团体在经过了长达18年的暗物质观测与研究后,终于发现了一个重要的实验结果;这个消息在一经发布后,短时间里便取得了不同凡响的评价;同时,这样的一个重大的发现,也将会是人类在探索寻找暗物质的道路上,建立起了一个非常重要的里程牌。

丁肇中教授的这个团队利用阿尔法磁谱仪,在一次实验中发现了大约40万个正电子的暗物质现象;这个正电子是一种科学家们称之为反物质的结构元素,它可以和暗物质有一些区别,但是这些正电子的出现又有可能都是来自同一个物质结构,那就是宇宙中的脉冲星或者是隐藏在其中的暗物质上传播而来的。

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这个实验的结果让我们人类对于物理学和天文学有了全新的认识,同时也让科学家们对这个研究的项目,所要进行的下一个科研上有了更多的期待,因为下一次的科研实验将会是确定暗物质是否真实存在的一个重要的结果。

当然半个月后,美国的一家物理学会发表了一份暗物质的研究报告,他们也表示了通过一次暗物质的实验中发现了一股大质量弱相互作用粒子传播而来的强大信号,这个强大粒子信号的发现,也就意味着他们有可能也发现了暗物质的成分,但是这个暗物质发现的概率需要达到了99.8%的水平。

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一年之后,在4月18日的这一天,来自我们中国的丁肇中教授团队在日内瓦又召开了一个有关暗物质成果的发布会,其在发布会上公布了一些一年来最新暗物质研究的成果记录,他认为之前发现的暗物质的成分,极有可能就是宇宙射线中存在过的大量正电子的真正来源;但是在之前的暗物质研究中,我们的科学家们认为发现这些暗物质的结构与成分,必须要具有6个特征的因素,而这一次暗物质的实验中所显示的结果已经确认了其中5个暗物质的特征。

这种暗物质是距离在我们地球38亿光年以外的地方上传播而来的,其中有一个被称为子弹星系团的暗物质星体团的结构;通过科学家们对这个星系团长时间的研究上,来分析了其中暗物质对其他附近星系物质所产生的一些不可预见的影响因素;

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这个子弹星系团的形成是由其中两个星系团在相互运动之后发生了一次碰撞而产生的结果,在这个星系团区域里,普通的宇宙物质在这两个星系团彼此的碰撞中损失了一定的能量,且彼此之间在碰撞发生后,之间的相互运动的速度变得缓慢了。

但是之后,科学家们发现了这个星系团相互碰撞中在暗物质之间进行穿过的能量,对暗物质的结构所产生的相互作用却是几乎忽略不计的。

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科学家们后来,又利用了太空中大视场的太空望远镜,通过观测发现了这片星系团区域中,一颗亮度低于14等星的矮星系星体,这颗星系团中的矮星星体的质量只有我们太阳质量的一半;根据这颗矮星在银河系中的位置,科学家们计算出了这颗M型矮星星体的质量数值,进而又得出了这颗矮星的质量能够达到银河系中,那些尚未被观测到的矮星星体质量的一半。

而且科学家们还因为这颗矮星所持续发出的几万年的光,以此推测出了,这片银河系中依然还有着很多类似的矮星星体;当矮星在其生命结束之后,爆炸留下了一颗无法被太空望远镜所观测到的星体的残骸,由此,科学家们认为它们的矮星星体残骸的质量就相当于理论上我们所计算出来的暗物质的能量成分。

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美国的一些科学家们在最近几年中应用了一种最新暗物质的理论,他们认为在我们的地球与月球之间也存在着大量的未知暗物质的成分;这种最新的理论解释了一些太空中人类航天器所发生的一些异常的现象问题;当从地面上发射到太空中的探测器脱离地球的轨道后,进入到太空中进行加速飞行的过程中,几乎所有的探测器都有发生过一些怪异信号干扰的现象,比如探测器在飞行中的速率会无端无故的发生了一些偏离的变化等。

当然,按照牛顿的万有引力的定律来解释,这些现象在太空中都是不应该发生的;但是科学家们就以此进行了推测,他们认为这些异常的干扰现象,代表着我们目前所掌握的物理学定律上,依然还存在一些理论上的问题,牛顿的“万有引力”定律和爱因斯坦的“广义相对论”等都有着相对性的理论缺陷。

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在欧洲,德国的一名科学家约尔格?迪特里希与他的团队成员们在一个名叫“阿伯尔222/223”的宇宙超级星系团中发现了一些暗物质的组成成分;他们发现的这个星系团距离我们的地球有着27亿光年的距离,他们同时还发现了这些星系团的其中一些呈现为丝状的物质。

由此,迪特里希就认为这些星系团中丝状物质的引力会让这片区域中的光线产生偏移,因此极有可能就是含有暗物质成分的物质区域,他们利用这种光线偏移的现象,得以计算出了这片星系团中的丝状物质所具有的暗物质质量的数值;其中普通的物质所发出的X射线上,科学家们也计算出了这些所组成丝状的物质中一部分的质量,其中普通物质的质量只占了10%的范围左右。

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余下的大部分物质,极有很大的可能性就是那些剩余的暗物质成分了;迪特里希则认为,这些丝状的物质共同构成了宇宙中暗物质的网络结构,它们将这片星系团中的各个物质天体等彼此的相互连接在一起,以至于没有发生过星体被引力撕裂的现象。

然而在当今的时代,科学界上最流行暗物质的理论上认为,暗物质或许是一种大质量弱相互作用的粒子,或者是由这些粒子的质量一起组成了宇宙中比普通物质的粒子质量更大的粒子物质;并且还因为它们无法参与到宇宙中电磁力的作用,所以才导致了其粒子的运动速度上显得很慢。

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当然,这些大质量弱相互作用的粒子中,也极有可能存在着反粒子的物质;在物理实验中,当两个相同的粒子之间发生了碰撞运动时,就会发生一定的物质湮灭的现象,而且还以此释放出了一定的γ射线;这个最流行的暗物质理论,也就能够解释的清了为什么银河系的中央核心区域中,会发出了这么多令人吃惊的大量γ射线的主要原因。

隶属于美国国家宇航局的费米太空望远镜,也在同一时间发现了这一宇宙中暗物质的现象;费米太空望远镜属于美国国家宇航局所有,是一台能够发射γ射线的太空望远镜,这个功能主要是用来观测我们银河系中的那些高能粒子活跃区域的银河系中心地带。

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美国的一名科学家霍普和他的团队成员,在一次宇宙观测中使用费米太空望远镜,对着银河系的中心区域进行观测的时候,发现了一些从这个区域中传来的高能粒子死亡的信号。

霍普的科研团队是在一次分析费米望远镜两年多以来宇宙的观测数据之后,才发现了这些异常数据信号的,在这些传播而来的信号中,大部分是由一些暗物质的粒子之间发生了彼此的碰撞之后而产生的信号;当然发生的这些碰撞的暗物质粒子中,质量最大的粒子大约为宇宙中质子的9倍左右。

在暗物质的研究上,科学家们虽取得了一定成果,但是依然任重道远

霍普认为,这些粒子的质量比科学家们之前所推测出来的质量结果要轻的多,但是科学家们同样也认为,这些暗物质的粒子质量在宇宙的环境里都不是固定的形式存在的,而是在一个星系团的空间范围内存在了一定活动的差别。

当然,这些信号是从银河系的中心一个直径大约为100光年的区域中所发出的,在这个区域里空间被霍普认为是暗物质最理想的聚集地来源,所以这片区域也就此受到了科学家们最为严密的关注和观测。

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在我们银河系的这个区域中,暗物质的密度要比其边缘地带上的暗物质密度大上10万倍左右;所以科学家们也可以这样认为,银河系的中心区域里也可能存在着大量的暗物质的有关成分,它们聚集在那里彼此间进行碰撞着,并且在一定的碰撞环境中释放出了大量的能量。

尽管美国费米实验室的科学家克雷格?霍甘并未参加过这个有关暗物质的科研探索项目,但是他依然能够对这些重要的发现产生十分的兴奋;他认为,这项暗物质的研究开创了我们人类一个新的历史和进程;以此他还是第一个利用简单的粒子模型,把宇宙中的那些与暗物质相关的证据数据都联系在了一起,从而作出了一个统一的暗物质分布图的结构。

在暗物质的研究上,科学家们虽取得了一定成果,但是依然任重道远

尽管科学家们在对暗物质的研究上,还没有过取得足够多的数据记录和证据,但是这些一次次重要的暗物质上的科学发现,仍然十分值得我们的科学家们为探索暗物质之谜而继续努力深入的研究下去。

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