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发表时间:2018-11-1 23:40

[图文] ***** 宇宙谜团:暗物质的奥秘可能最终被解决了 ***** [推荐]



ysf009 发表在 科学探索 华声论坛 http://bbs.voc.com.cn/forum-148-1.html


  

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  它占宇宙总质量的85%左右,然而物理学家仍然不知道什么是暗物质。但是一个新的假设可能使我们更接近于找出它的身份,因为物理学家现在怀疑黑暗物质一直在改变形式--从宇宙最大的结构中的幽灵粒子到更小规模的奇怪的超流体状态。我们很快就会有工具来确认它。

  暗物质是近一个世纪前提出的一个假想物质,以解释宇宙物质数量之间的明显不平衡,以及将我们的星系保持在一起的引力。我们不能直接检测到暗物质,但是我们可以看到它对我们周围的一切的影响--星系旋转的方式以及光在宇宙中运行时的弯曲方式表明,还有更多出乎我们想象的东西。

  现在两位物理学家提出,黑暗物质一直在改变规则,这可以解释为什么它是如此难以捉摸。一位并没有参与这项研究的粒子物理学家提姆·泰特(Tim Tait)认为:“这是一个不错的想法,你有两种不同的暗物质被描述为一件事。”




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回复时间:2018-11-1 23:41
  

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  黑暗物质的传统观点是它是由弱相互作用的粒子组成的,如轴子,它们受到引力的影响,我们可以在大规模观察到。这种“冷”形式的暗物质可以用于预测星系的星群将如何变化,并符合我们对宇宙“宇宙网”的了解--科学家认为所有的星系都连接在一个由暗物质的隐形细丝组成的巨大的星际网中。但是当我们按比例缩小到单个星系以及其中的恒星相对于星系中心旋转的方式时,一些东西就不能叠加起来。

  宾夕法尼亚大学物理学家贾斯汀·霍里(Justin Khoury)解释说:“宇宙中的大部分物质都是暗物质,与大多数普通物质所处的位置是隔离的。在宇宙网的尺度上,这与观测结果相吻合。在星系团规模上,它也做得相当不错。然而,在星系的尺度上,它并不合适。”




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回复时间:2018-11-1 23:42
  

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  现在在普林斯顿大学的库利(Khoury)和他的同事拉沙·贝雷日亚尼(Lasha Berezhiani)认为,我们无法调和暗物质在宇宙中的大小尺度上的行为是因为它可以转移形式。我们已经为大规模的星系团提供了“冷”暗物质粒子,但是在一个单一的星系上,他们认为暗物质处于超流体状态。

  超流体是一种冷而密集的物质的形式,具有零摩擦和零粘度,有时可以成为一个的玻色-爱因斯坦凝聚态,被称为“第五种物质状态”。他们听起来很奇怪,超流体比以往任何时候都更容易获得,研究人员最近宣布,他们能够在室温下创造出像液体一样的超流体形式的光。我们越了解超流体,物理学家们愿意接受这样一个观点,认为它们在宇宙中可能比我们想象中更为常见。

  珍妮弗·欧列特(Jennifer Ouellette )解释说:“最近,越来越多的物理学家开始考虑在极端条件下自然形成超流相的可能性。超级流体可能存在于中子星内,一些研究人员推测,时空本身可能是一个超流体,那么为什么暗物质不应该有超流体相呢?”




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回复时间:2018-11-1 23:42
  

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  其想法是,围绕单个星系存在的暗物质的“光晕”创造了形成超流体的必要条件--星系的引力拉力确保其密集地堆积,并且空间的冷却使温度保持在适当的低水平。放大到更大的范围,这个引力变得太弱而不能形成超流体。

  这里的关键在于,超流体暗物质的存在可以解释个别星系的奇怪行为,这种引力本身无法解释--它可能会制造出第二种尚未定义的力,其行为就像围绕着它们的暗物质光环中的引力一样。

  如珍妮弗·欧列特(Jennifer Ouellette )解释的那样,当你打扰电场时,你会收到无线电波,当你打扰引力场时,你会得到引力波。当你扰乱一个超流体呢?你得到声子,而且除了引力外,这种额外的力也能起作用。




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回复时间:2018-11-1 23:43
  

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  库利(Khoury)说:“这很好,因为你在重力上有一个额外的力,但它实际上与暗物质有着内在的联系。这种暗物质介质的特性产生了这种力。”应该清楚的是,这个假设尚未得到同行评议,所以这一切都正是在假设的范围内。它所做的一件大事是它也可以解释“修正牛顿动力学理论”(MOND),这个理论认为,需要修改牛顿定律来解释星系内部所观察到的特殊性质。

  该团队解释认为,在星系中,有黑暗物质和MOND适用的超流体运动,但是在星系集群中,没有超级流体的暗物质,MOND也不适用。库利(Khoury)和拉沙·贝雷日亚尼(Lasha Berezhiani)正在用一些实际可测试的方法来证明我们基于超流体暗物质的预测。如果他们的预言能证实的话--那当我们谈到这个巨大的宇宙奥秘时,我们可能最终会有所发现。




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