办事指南

“经济学人”解释说,天文学家如何知道“暗物质”存在于2014年5月1日

点击量:   时间:2017-08-16 02:29:10

<p>天文学是最令人敬畏的科学在一个真正黑暗的夜晚,远离文明的光污染,将被构成创造的大量东西所震撼但现代天文学教导的东西可以用肉眼看到它的一半甚至不是它的一半可以看到的事物在天空中蔓延,因为行星,彗星,恒星,星云,星系和其余部分占天文学家称之为天文学家总数的不到15%</p><p>剩下85%的“暗物质”,因为它既不吸收也不发光虽然它们非常确定它是真实的,但它们对它一无所知</p><p>科学家怎么能确定那些看不见的东西呢</p><p>最简单的答案是,宇宙中似乎有太多的引力科学家可以通过望远镜观察到的物质数量太小,无法解释星系结构及其内部恒星移动的方式特别是,星系似乎旋转速度太快,无法将它们固定在一起,至少从它们所包含的可见物质的数量来判断</p><p>看不见的暗物质的引力可能提供了必要的宇宙胶水</p><p>一个非常接近的类比是海王星的发现在19世纪,海王星的存在是在被观察之前预测的,当时科学家注意到天王星的轨道 - 海王星的最近邻 - 不是艾萨克牛顿的引力理论所说的应该是数学分析显示假设存在看不见的东西太阳系中的第八颗行星很好地解决了这个问题,事实上这种分析导致了海王星的发现y,假设大量看不见的额外质量的存在整齐地解释了宇宙在非常大的尺度上的行为升级你的收件箱并得到我们的每日调度和编辑推荐还有另一种可能性,当然如果观察与理论不符,可能是因为那些观察结果不完整;或者可能是观察结果很好,但理论是错误的也许重力在非常大的尺度上与爱因斯坦相对论预测的方式有不同的表现</p><p>一些天体物理学家试图提出可以解释星系运动的重力引力理论最着名的,由Mordehai Milgrom在20世纪80年代开创的,被称为改良牛顿动力学,或称MOND但是尽管MOND可以解释一些看到的东西,它很难解释一切大多数天体物理学家认为,MOND对引力定律的调整是凌乱和不雅的,而物理学的一个奇迹就是优雅至少在过去被证明与之密切相关</p><p>真相和其他观察结果支持这样的观点,那里有很多东西,我们根本看不到一个大的是宇宙微波背景辐射的行为 - 大爆炸的微弱余辉 - 这似乎完全如同理论上可以预测,暗物质是真实的所以几乎所有的天文学家都相信需要大量的额外质量来确定那个质量究竟是多少才是另一个q uestion其中一些可能是日常的 - 没有阳光的行星,流浪的黑洞,旧的,冷的恒星核心等等但是主要的候选者是一种新的亚原子粒子称为WIMP,对于弱相互作用的大质量粒子,这个难以捉摸的野兽被认为是只通过引力和弱核力与宇宙相互作用,这四种基本力中最弱的一对与中微子一样,它同样害羞地使自己感觉到,这将使WIMP很难被发现许多实验寻找直接证据它们的存在迄今为止,所有这些都是空洞的,这本身就是一个有趣的结果每个负面结果都缩小了WIMP可以隐藏的概念空间大多数科学家期望最终能够进行检测但是如果搜索仍然没有得到任何结果在未来的几十年里,这将是所有人中最令人兴奋的结果 - 因为这意味着我们对宇宙的了解甚至比我们认为的还要少</p><p> 深入挖掘:地球上最近的恒星之一有一颗地球大小的行星环绕它(2012年10月)开普勒望远镜发回的结果立刻变得令人困惑(2013年11月)第一次商业太空飞行将于2014年启动,承诺理查德布兰森爵士(2013年11月)更新:此博客文章已被修改,