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引力透镜效应是探测黑洞,研究暗物质以及探索星系形成和演化的有力工具。

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判断题
引力透镜效应是探测黑洞,研究暗物质以及探索星系形成和演化的有力工具。
答案
主观题
探测黑洞,研究暗物质以及探索星系形成和演化的有力工具是什么?
答案
判断题
暗物质存在引力效应
答案
判断题
暗物质就是黑洞
答案
单选题
英国科学家的一项新研究表明,宇宙中可能存在一种“巨大黑洞”,比位于星系中央的“超大质量黑洞”还要大。如能证实,将为研究人员提供一个强大的宇宙学研究工具,加深人们对暗物质以及早期宇宙的理解。现有观点普遍认为,超大质量黑洞在宿主星系内形成,通过吞食周围恒星和气体,或与其他黑洞合并而不断长大。它们的质量介于太阳质量的100万到100多亿倍之间。但在新研究中,“超大质量黑洞”可能存在另一种形成方式,使其能规避这一质量上限的限制。新研究认为这些“巨大黑洞”可能是“原初黑洞”,形成于宇宙早期,远早于星系形成之前。这种“原初黑洞”不是由坍缩的恒星形成,因此,它们的质量范围很广,可以非常小,也可以非常大。下列说法符合文意的一项是:
A.“巨大黑洞”的质量介于太阳质量100万倍到100多亿倍之间 B.目前对于“超大质量黑洞”的形成方式还没有定论 C.“巨大黑洞”和“超大质量黑洞”的形成方式存在本质上的不同 D.超大质量黑洞的形成时间早于银河系的形成时间
答案
单选题
对子弹星系团的观测表明,暗物质___()
A.不参与电磁相互作用 B.不参与引力相互作用 C.参与强相互作用 D.参与弱相互作用
答案
单选题
采用间接探测方法进行暗物质探测的是()。
A.美国大型地下氩(LUX)实验 B.意大利XENON1T实验 C.“悟空”号暗物质粒子探测卫星 D.美国轴子暗物质实验(ADMX
答案
单选题
采用间接探测方法进行暗物质探测的是()
A.美国大型地下氩(LUX)实验 B.意大利XENON1T实验 C.“悟空”号暗物质粒子探测卫星 D.美国轴子暗物质实验(ADMX)
答案
单选题
为了研究暗物质是由什么基本粒子组成的,物理学家提出了很多暗物质粒子模型,其中,大质量弱相互作用粒子(WIMPs)是较为流行的暗物质粒子候选者,也是各国暗物质探测的目标对象。下列不属于探测WIMPs的实()
A.美国大型地下氩(LUX)实验 B.意大利XENON1T实验 C.美国轴子暗物质实验(ADMX) D.中国熊猫计划(PANDAX)
答案
单选题
美国约翰斯霍普金斯大学下属的太空望远镜研究所,借助安装在“哈勃”太空望远镜上 的“先进测绘照相机”,首次观察到更远处星系发出的光在两个星系簇中的暗物质干扰下产生 的引力透镜现象,进而通过计算机模拟,绘制出了暗物质的分布图。 研究人员将这一成果发表 在 12 月 10 日出版的《天体物理杂志》上。这段话的主要内容是:
A.美国研究人员将暗物质分布图发表在《天体物理杂志》上 B.科学家要观察暗物质需要借助“哈勃”太空望远镜 C.美国科学家首次绘出宇宙暗物质分布图 D.科学家认为光会受宇宙中暗物质的干扰
答案
热门试题
美国约翰斯·霍普金斯大学下属的太空望远镜研究所,借助安装在“哈勃”太空望远镜上的“先进测绘照相机”,首次观察到更远处星系发出的光在两个星系簇中的暗物质干扰下产生的引力透镜现象,进而通过计算机模拟,绘制出了暗物质的分布图。研究人员将这一成果发表在12月10日出版的《天体物理杂志》上。这段话的主要内容是() 为了研究暗物质是由什么基本粒子组成的,物理学家提出了很多暗物质粒子模型,其中,大质量弱相互作用粒子(WIMPs)是较为流行的暗物质粒子候选者,也是各国暗物质探测的目标对象。下列不属于探测WIMPs的实验有()。 中国暗物质探测粒子卫星的名称是() 简要说明暗物质难以探测的原因 中国大学MOOC: 鲁宾发现在旋涡星系中存在暗物质的证据是 星系级黑洞拥有 下列不属于暗物质的探测方法的是( )。 下列不是我国暗物质研究的有()。 下列不是我国暗物质研究的是() 下列不是我国暗物质研究的有() 卫星星系规模很小,围绕着像银河系这样的大型星系运行。一些矮星系中的恒星数量甚至不超过1000颗,而相比之下,像银河系这样规模的星系内,恒星的数量一般都是千亿量级的。科学家们认为大型星系很有可能是从规模较小的星系逐渐发育而来的,后者被认为尤其富含暗物质成分,这种神秘物质构成了宇宙中物质与能量总和25%的份额。因此这种“矮卫星星系”被认为是理解暗物质以及大型星系形成机制的关键所在。 以下哪项如果为真,与上述表述相矛盾?() 关于活动星系,下列说法错误的是: 活动星系之间并不相互干扰|活动星系含有大量全波段,非热平衡和引力平衡|活动星系含有大量非恒星物质、非热辐射|活动星系有大规模的物质涌动、爆发、喷流 以下哪个实验室目标之一是探测暗物质() 目前国际上对暗物质的探测方法只有3种() 暗物质是最大的谜团之一,不过一旦天文学家接受其存在,很多其他宇宙难题便可_。例如,暗物质似乎能解释为何银河系的盘状结构边缘存在如此大的扭曲。虽然围绕银河系运行的星系会对银河系产生扰动,但如果没有暗物质的放大作用,它们微弱的引力效应对银河系也是_。填入画横线部分最恰当的一项是() 从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。目前国际上对暗物质的探测方法只有3种。 从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。简要说明暗物质难以探测的原因。要求:紧密结合材料,提炼观点,不超过75字。 从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。下列属于暗物质间接探测方式的是: 从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。暗物质的概念最早是由茨威基在1930年提出的。 从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。暗物质来自于宇宙大爆炸,并使得早期宇宙的温度持续升高。
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