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        尋找暗物質(zhì)

        2017-02-27 08:56:49
        關(guān)鍵詞:暗物質(zhì)愛因斯坦宇宙

        尋找暗物質(zhì)

        2015年12月17日,一顆由中國制造的特殊衛(wèi)星發(fā)射升空,它的名字叫作“悟空”。這顆衛(wèi)星進(jìn)入太空的使命只有一個:尋找傳說中神秘的暗物質(zhì)。啥是暗物質(zhì)?難道……是什么不可告人的、恐怖的、極具破壞力的神秘物質(zhì)?

        好怕怕,快來解答一下吧!

        有質(zhì)量的宇宙

        美國科學(xué)家在一份報告中曾列出了未來百年要解答的11個重大科學(xué)問題,其中“什么是暗物質(zhì)”被排在第一位,可見這種物質(zhì)有多重要。

        簡單來說,暗物質(zhì)是一種不發(fā)光、不發(fā)出電磁波、也無法用任何光學(xué)或電磁觀測設(shè)備直接“看”到的物質(zhì)。這就奇怪了,既然暗物質(zhì)看不見摸不著,人類是怎么知道它們的存在的呢?

        這個問題要追溯到愛因斯坦他老人家那里。

        1915年,愛因斯坦根據(jù)自己提出的相對論推測,我們身處的這個宇宙是一個封閉的空間。也就是說,宇宙并不是無邊無際的,它有大小、質(zhì)量,甚至是有盡頭的。經(jīng)過復(fù)雜的計算,愛因斯坦得出了宇宙中物質(zhì)的平均密度,進(jìn)而也就推算出了宇宙的總質(zhì)量。

        難題來了

        愛因斯坦對于宇宙的新見解得到了此后眾多科學(xué)家的肯定,可事情并沒有這么簡單。后來的天文學(xué)家在觀測和計算后發(fā)現(xiàn),宇宙中的物質(zhì)密度并沒有愛因斯坦算出來的那么高。事實上,可觀測到的宇宙的密度,甚至是愛因斯坦測算結(jié)果的1/100!

        難道,宇宙中有大量的物質(zhì)都“失蹤”了?后來,科學(xué)家們就干脆把這些疑似“失蹤”了的物質(zhì)稱作“暗物質(zhì)”,并開始了漫長的尋找暗物質(zhì)的歷程。

        看不見摸不著

        暗物質(zhì)如果存在,它們一定非常有意思,因為它們看不見摸不著,簡直就像游蕩在空間中的幽靈一般。

        已知的宇宙由各種粒子構(gòu)成,這些粒子自身帶有電荷,相互之間有電磁場的作用,符合天體力學(xué)的規(guī)律,所以能夠被觀測到。但是,暗物質(zhì)是不帶電荷的,相互之間也沒有電磁場的作用,因此它們既不能被看到,也不能被觸摸到,可以像幽靈一樣穿透障礙物。

        你可以這樣想象:在我們周圍,可能就存在著大量的暗物質(zhì),但我們和暗物質(zhì)之間沒有任何交集,這就是迄今為止人類也沒有真正找到暗物質(zhì)的根本原因。

        怎樣尋找暗物質(zhì)

        天文學(xué)家和高能物理學(xué)家一起合作,找到了三種探尋暗物質(zhì)的方法:第一種,是在大型粒子加速器上通過讓兩束高能粒子對撞,將暗物質(zhì)粒子“創(chuàng)造”出來,目前歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)正在做這個工作;第二種,是在地下進(jìn)行直接探測,比如中國四川錦屏的地下實驗室,就是目前世界上最深的研究暗物質(zhì)的實驗室;第三種方法最直接,就是飛到太空中進(jìn)行空間探測。

        發(fā)射“悟空”上天就是第三種方法。

        暗物質(zhì)對于研究宇宙的成因有著重要的意義。科學(xué)家相信,一旦人類揭開了暗物質(zhì)之謎,那人類對于宇宙的認(rèn)識將迎來繼哥白尼的日心說、牛頓的萬有引力定律、愛因斯坦的相對論以及量子力學(xué)之后的又一次重大飛躍。

        想想就興奮,你呢?

        這就是歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)

        宇宙是“暗”的

        我們這個宇宙中的暗物質(zhì)的總質(zhì)量是普通物質(zhì)的6.3倍,在宇宙能量密度中占了1/4,而整個宇宙的84.5%都是有由暗物質(zhì)組成的。更有一些天文學(xué)家認(rèn)為,我們平??床灰姷陌滴镔|(zhì)很可能占有宇宙所有物質(zhì)總質(zhì)量的95%,而人類可以看到的物質(zhì)只占宇宙總物質(zhì)量的5%!

        科學(xué)家認(rèn)為,暗物質(zhì)如果能被看到,也許會呈現(xiàn)這樣的外形

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