|
发表于 2019-5-15 21:57:47
|
显示全部楼层
1933年,福里兹·兹维斯科伊( Fritz Zwicky)测量了Coma星团(利用它们的原子谱的多普勒漂移)计算它的的星系速度,并使用此信息确定了星团的质量。结果令人吃惊:400倍大于星团中可见恒星的质量。明显地星系包含了很多不辐射的物质。更近些,若干数目的星系(包括我们自己的)的旋转曲线被进行了测量。这给出了(切向)速度v作为距离星系中心距离r的函数。牛顿的万有引力定律说对远离核心的恒星力应减小;而它典型地却在增加。这暗示暗物质弥漫成一个远延展出星系核心的球状“晕”。今天甚至可能利用引力透镜(当光穿过时造成弯曲)去画出暗物质的分布
到目前为止虽然我们唯一的暗物质证据来自其大尺度引力效应,而很自然来设想可能顿定律(还有广义相对论)在某些尺度上是不正确的,因此超出那些尺度实际上没有暗物质。若没有这样一个根本改变,问题就保留为:这个东西是什么?它能是普通的冷暗质—一沙子和碎石,可能为灭绝恒星或死亡行星的遗迹。几乎不可能。令人信服地支持观测的轻元素丰度的宇宙学模型在任何地方都不允许有足够的重
子去计及暗物质)。中微子怎样?可能不行一即使它们有巨大的数目,它们太轻以致只能贡献观测到的暗物质的一个小比例。明显地我们在寻找某些比中子重很多的东西,而是(像中微子那样)弱相互作用巴寇( Baical)叫它们 WIMPs(弱作用有质量粒子)。它们的质量试探性地估计在10020cc2范围;它们当然是中性(否则会辐射)和稳定(来自大爆炸)的。在标准模型
当然没有这样的粒子。而超对称却建议有一个候选者:最轻的超对称粒子(可能是 photino
higgsino的混合—或可能Zinoneutralino明显此术语是很难让人理解的)据推是绝对稳定的。很大的数目可能会自大爆炸后留存下来。另一个可能性是轴子—为解决CP破坏而引入的假设粒子。而肯定的最令人激动的可能性应是那些完全新和未预期到的东西
所有这些是如何确定的?从20世纪80年代后期以来若干WIMP搜寻项目已经在行。它们建筑在太阳系在220km/s的绕银河中心的轨道的理解之上地球在以30km/s绕阳的轨道上,因此我们面对“暗物质迎头风”—(北)夏天235km/s而冬天205km/s(季节变化一个幸运的事,因为这会使实验学家能将信号在极大的—一但是常数—一的然放射性和宇宙射线的背景上
过滤出来。)几种不同的检测机制已被尝试(但只是近来它们灵敏度的极大改进才接近所要求的水平。已经有一些(有疑问的)事例,而令人信服的证据可能在未来几年到来。同时LHC应能产生暗物质,在
此位置剩下的任务将是要证种方式(银河系、陆地和加速器)都是谈论同一种粒子。 |
|