造价数百亿美元的对撞机为什么也找不到暗物质 (造价数百亿美元的公司)

admin 2024-10-19 阅读:11

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造价数百亿美元的对撞机为什么也找不到暗物质?

关于天文学家来说,暗物质与恒星、行星一样,都是真含顷实存在的物质。

天文学家可以绘制暗物质散布图,把一个个星系视为由“发光”的个别物质装点着的暗物质云团。

借用暗物质,迷信家还完成地解释了宇宙结构是如何构成和演变的。

但是,经过10多年的搜查,咱们至今依然没能直接探测到暗物质。

咱们被掩盖在暗物质的云团中,却不知宇宙的暗面终究为何物。

迷信家早已确信,暗物质不是咱们所熟知的任何一种个别物体或粒子。

目前,实践钻研倾向于以为暗物质由一种新粒子构成,这种粒子与个别粒子之间存在弱相互作用。

少量暗物质粒子会在宇宙空间中穿行,甚至能够穿透地球,因此咱们有理由置信,总有一些暗物质粒子会在咱们身边留下形迹。 造价数百亿美元的公司

物理学家将晶体搁置在高温探测器中,深埋于公开以便屏蔽芦老没掉个别粒子带来的噪声,静静期待探测器中的能量和闪光信号。

这些信号将会泄露那些奥秘的未知粒子的行迹,但是截至目前,钻研人员依然满载而归。

在美国南达科他州利德市,大型公开氙探测器(Large Underground Xenon experiment, LUX)位于公开1.6千米深的一座废除金矿中,该装置目前尚未获取任何探测结果。

中国锦屏公开试验室的“熊猫方案”(PandaX)位于2.4千米厚的岩石之下,它也尚未探测到暗物质。

在法国阿尔卑斯山下的弗雷瑞斯公路隧道中,EDELWEISS暗物质探测装置位于公开1.7千米深处,雷同没有任何结果。

环球上还有其余一些暗物质探测试验,均毫无收获。

各项试验都没有获取结果,这使得暗物质所能够存在的参数区间越来越小。

面对试验结果的陪纳荒原,实践物理学家假想了一些性质愈加奇怪的粒子,但这些粒子大局部都更难探测。

在试验上,咱们还可以尝试用粒子对撞机来制作暗物质,经过探测粒子的总能量能否出现表观上的缩小,来判别碰撞中能否有暗物质发生。

欧洲核子核心的大型强子对撞机做了这项试验,但尚未发现暗物质的形迹。

一些实践物理学家疑心,兴许暗物质基本就不存在,而是目前的引力实践,即爱因斯坦的狭义相对论,误导了咱们。

依据狭义相对论,假设星系中仅仅蕴含可见的个别物质,那么其所发生的万有引力将无余以维持星系的外形,星系中的物质会飞散到宇宙空间中去。

固然,狭义相对论或许有破绽,但目前为止,它经受了一切的试验测验,而能够应战狭义相对论的实践则总是看上去蕴含有致命的毛病。

目前,宇宙中85%的物质仍是人类未知的。

更可怕的是,咱们或许永远都解不开这个谜题。

暗物质究竟能否存在,暗物质对宇宙有什么影响?

暗物质是宇宙中实践上存在的一种无法见物质,或许是宇宙物质的的关键组成局部,但并不是构成可见天体的任何一种目前已知的物质。

1922年,天文学家卡普坦最先提出“暗物质”或许存在的说法,但过后没有证据证实暗物质的存在。

人们对暗物质的来源以及其余等等都是了解也不多。

但是钻研,不过暗物质仍是目前物理学和天体物理学不时无法处置的谜团。

暗物质有或许是宇宙物质的关键组成局部,迷信家经过推算暗物质和暗能量占有宇宙总品质的大局部,它比宇宙中一切可以看到的星系,星团,恒星,各种行星加起来的总品质还要多。

而咱们想要探求宇宙,暗物质显然是必定面对的一个疑问,接上去咱们来议论一下关于暗物质的事。

暗物质是怎样被发现的?

虽然到目前为止,迷信家依然没无关于暗物质的直接观测证据,但曾经发现了少量的直接证据可以标明暗物质的存在。

一、星系自转曲线的矛盾

依照牛顿的经典力学来剖析,在一个星系当中,更接近质心的恒星,其静止的速度应该是大于外层的恒星的,由于越接近核心,就越须要更大的速度来克制引力的吸引。

但是在1959年,美国的天文学家薇拉·鲁宾在观测螺旋星系M33时,发现了它的转动不遵照牛顿力学,实践上讲,星系的自转曲线应该合乎下图中的虚线:距离核心天体的距离越远,平均轨道速度应该会依照品质的散布启动递减。

而实践观测到的数据则是图中的实线,这就说明:内层的恒星静止速度和外层的静止速度简直是分歧的。

这也象征着星系的实践品质或许远比咱们看到的要多,于是她和她的共事推测:

星系的大局部品质或许存在于暗物质当中,并且暗物质存在的范畴要远远大于星系最外层的可见局部。

二、对星系和星系团品质的观测

在天文方面,迷信家通常会经常使用三种方法来计算得出星系的总品质。

一种是依据观测星系的静止,经过对引力的计算得出,其次是依据狭义相对论中的引力透镜效应,依据光线的弯折水平推算出星系团的品质散布。

最后是经过观测星系团喷射出的X-射线来推测。

由于大品质天体左近时空会出现歪曲,这样就使得光线经过这些大品质天体左近时会出现笔挺。

观察者在适合的观测点就会观测到由于光线笔挺而构成的一个或多个像,这就被称之为引力透镜现象。

引力透镜现象是天体物理中最关键的一种钻研工具,轿斗经过引力透镜效应的观测就可以直接推算出宇宙空间中暗物质的散布状况,所以在宇宙学暗物质施展着渺小的作用。

但是无论是哪一种方法,所计算出的星系品质都要远大于可观测的物质总品质。

也就是说,星系的品质不只包括可见物质,还包括更大一局部的无法见物质,起初人们也把这种无法见的物质叫做暗物质。

三、宇宙微波背景

宇宙微波背景辐射(简称CMB)是宇宙早期开展所遗留上去的辐射,它能很好的解释宇宙的构成,而且是测量宇宙学的关键。

迷信家经过对宇宙微波背景辐射的各向同性观测发现,也再次标明暗物质对宇宙的总能量奉献出了26.8%,同时还发现物质在本不应该的状况下启动了坍塌,而这正是由于暗物质少量汇集的结果,这也再次直接的印证了暗物质的存在。

以上的种种迹象,使得迷信家必定假定暗物质的存在,能力够正当的解释:正是由于暗物质的存在为星系提供了额外的引力,虽然咱们观测不到它,但是它确实存在。

暗物质有什么属性?

虽然迷信家曾经对暗物质启动了少量的观测和钻研,却对它的外部结构没有片面的了解。

人类对宇宙启动观测的方法无非就是电磁波,而电磁波检测不到暗物质,那也就是说暗物质并不介入电磁作用。

最后迷信家总结出了目前已知的几种属性:

1.暗物质有品质,由于他加入了引力的相互作用

1.暗物质基本不介入电磁的相互作用闭改磨和强相互作用

3.暗物质的静止速度远远低于光速。

而关于暗物质的组成迷信界也有多种说法。大抵可歼磨以分为三种类型:

冷暗物质、热暗物质、温暗物质。

须要留意这里的冷热并不代表粒子的温度上,而是指粒子的静止速度。

冷暗物质:在经典速度之下静止的粒子。

温暗物质:粒子静止速度曾经足以发生相对论效应。

热暗物质:粒子速度接近光速静止。

冷暗物质

目前最干流的说法是“大品质弱相互作用粒子”(英文叫做Weakly Interacting Massive Particle,简称WIMP)这种粒子是人们没有探测到过的一种新粒子,属于冷暗物质的一种,粒子呈电中性,想要寻觅这种粒子,目前只能经过经常使用粒子减速器和高灵便度的探测器来寻觅。

还有一种干流说法是大品质致密晕天体(MACHO,Massive Compact Halo Objects),比如黑洞、中子星以及白矮星或许不发光的星系等等。

这时刻咱们可以想象一下,假设暗物质真的像黑洞或许中子星一样的天体,咱们或许早就被充溢宇宙的暗物质给吞噬掉了,所以这种说法咱们也不须要在探讨了。

关于冷暗物质,咱们知道它移动十分缓慢,并且不出现相互作用,所以暗物质存在于整个宇宙,甚至在地球上,从咱们的身材当中穿过,咱们也依然无法觉失掉。

被暗物质解围的地球

暗物质的存在对宇宙有什么影响?

实践上暗物质的更直接的作用是体如今星系和星系团中的。

正是由于暗物质和星系中可见物质的独特作用下,星系能力紧紧的汇集在一同,所以说星系的构成是离不开暗物质的协助的。

在暗物质的实践下,很多无法了解的现象都完成的获取了解释。

关于暗物质假构想了解更多的常识,可以尝试在头条主页上面的搜查栏中输入暗物质启动搜查,就可以看到关于暗物质的百科啦。

结语

暗物质存在吗

暗物质是存在的,暗物质是相关于常说的可见仿春物质、个别物质,或许叫可观测物质来说的,这种物质无法被人类直接看见或许观测到,但是暗物质能经过它发生的引激大宏力效应而证实它的存明册在。

有个现象能证实暗物质的存在的,就是引力透镜实践值和实践值的差异、星系云的碰撞状况剖析。

依据爱因斯坦的相对论,在大品质天体或许星云左近期间和空间极度歪曲,光线也会在强引力作用下出现笔挺,但是在实践观察中,观察到要使这些光线出现笔挺的天体所观察到的品质齐全不能使光发生这么大的笔挺,只能用暗物质去解释这个事件了。

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