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发表于 2019-3-29 21:05:54
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感谢邀请。暗物质的提出是在20世纪30年代。当时美国加州工学院的瑞士天文学家弗里兹·扎维奇观测螺旋星系旋转速度时,发现星系外侧的旋转速度较牛顿重力预期值更快,于是他便考虑是因为存在某种物质——暗物质——分布在星系内侧,进而导致出现这种现象。这件事情,当时没多大影响力,可是随着越来越多人观测到类似现象时,物理学家考虑是不是我们忽略了什么?可是我们忽略了什么呢?一时间众说纷纭。其中相对合理的解释,就是存在暗物质。暗物质不参与电磁相互作用,所以无法看得到。这就是它名字的由来。凡是不参与电磁作用的粒子,都无法辐射、吸收光子,所以无法看到-这里的看到不仅仅只肉眼看不到,也包括光学设备无法探测到。目前不参与电磁作用的粒子,已观测到的只有中微子。但暗物质是不是中微子,不得而知。
暗物质有这么几种候选者
·1、低温无碰撞暗物质。由于其温度之低,无法提供辐射光子所需要的能量,故不可观测到。它有几个优点,其中一个就是可以符合我们目前的观测数据。
2、超对称伴随子。这一类粒子是超对称理论才有的粒子。超对称理论认为,在宇宙极早期,每一个玻色子都要有相伴随的费米子;每一个费米子都要有相伴随的玻色子。如果超对称在今天还继续保持,那么伴随子的质量应该都相同。但是超对称存在对称性自发破缺,因而伴随子质量并不相同。不仅如此,伴随子并不稳定,容易衰变。但是有一类中性粒子幸免于难,这类粒子被称为中性子。这就是超对称提出的暗物质候选者。目前超对称实验证据不足,所以一些人并不相信这个方案。【超对称的对称性自发破缺可用来理解费米子质量起源。费米子的质量起源现在还不清楚,但是按照超对称理论,费米子的质量可以因为标量场对称性破缺而获得。也就是我们可以假设费米子不带质量,但是对称性破缺能让它们获得质量。】
3、轴子。这类粒子是大统一理论预言的粒子。其质量极轻,约为1μeV,电子质量是其质量的10亿倍。但是它不能处于热平衡,所以预实验不符。
综合起来看,目前的理论对暗物质的解释还存在一些瑕疵,暗物质本身也有许多奇妙的地方。如果暗物质真的像物理学家解释的那样,那么我们身边也肯定是存在大量的暗物质,它们的质量很轻,不参与电磁作用。因而我们无法察觉。目前观测暗物质的方法还主要是天文观测。
不过也有物理学家认为,不是暗物质存不存在,而是牛顿引力适不适合弱引力场。有的人指出,牛顿引力不适合弱引力场,需要再弱引力范围修改牛顿引力。但是,其修改结果却令人大跌眼镜。 |
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