暗物质，顾名思义看不到的物质，那么该如何研究？研究的进展如何了？

星星糖SUNG

暗物质，顾名思义看不到的物质，那么该如何研究？研究的进展如何了？

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天文观测研究关于宇宙组成的最新结果是：宇宙质量26%为暗物质，70%为暗能量，而我们所能看到的恒星以及所有星系可能不到宇宙质量的5%。其中暗物质由于不发光、寿命长、作用弱等特点，虽然天文观测有很多间接证据（星系旋转曲线、星系团的强引力透镜、微波背景辐射的功率谱等）证明暗物质的存在，但完全没有弄明白暗物质粒子的“真身”是什么？是或者不是新的粒子？


目前，国际通行的探测研究暗物质方式有三种：



（1）利用粒子对撞产生暗物质观察其衰变的产生实验。
该类实验主力设备是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）。科学家们期待在高速粒子的对撞实验过程中，产生暗物质粒子而被检测出来。原理是对比一次粒子碰撞前后的能量是否有不一致的变化产生，（如果有减少的能量）可能就以暗物质的形式逃逸了。



LHC局部 Richard Juilliart/AFP/Getty Images


（2）基于暗物质湮灭产生反物质的原理在太空进行的湮灭实验。
根据现有的理论模型，暗物质粒子湮灭或相互作用后可能会产生高能光子，如果能够精确测量这些光子的能谱，可能就会发现暗物质粒子留下的“指纹”。空间间接探测，主要是对宇宙中暗物质的湮灭或微衰变产生的次级粒子进行探测。


在此类最著名的实验就是我国的暗物质粒子探测卫星（英文缩写DAMPE，中文名“悟空”）实验。悟空首席科学家是紫金山天文台副台长、中国科大空间与天文学院常务副院长常进研究员。悟空位于太阳同步轨道，高约500千米，每天平均观测500万个高能粒子，每天回传的数据量约16G。悟空的观测能段范围是先前实验国际阿尔法磁谱仪的10倍，探测器能量分辨率比国际同类探测器高3倍。



悟空太空遨游假想图 DAMPE


根据最新公布的观测结果，悟空首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在0.9TeV处的“拐折”，1.4 TeV处存在一个尖锐结构。特别是1.4 TeV的尖锐结构很可能预示了“质量为1.4TeV左右的新粒子”，或者“尚不为人知的单能态TeV粒子加速”。这个尖锐结构如果得以确证，将是粒子物理或天体物理领域的开创性发现，是超过现有教科书之外的发现。但还不能说发现了暗物质，只能说在能谱上发现了奇怪的现象，需要理论物理学解释。并且“尖锐结构”的信噪比并不高，在科学上超过5倍sigma才能说信号足够明显、结果足够显著，这个信号也才2倍sigma多。



高能宇宙射线正负电子能谱图，红色的点是“悟空”观测到的数据 DAMPE


（3）测量暗物质与液体或固体的散射

其原理是通过检测暗物质粒子与原子核碰撞后的产物或能量，进而发现暗物质。为了阻挡来自太空的辐射，避免探测器被干扰，科学家们把实验装置安装在很深的地下利用地球的地壳岩石进行屏蔽。


目前全球暗物质直接探测最灵敏的装置是我国的PandaX实验（熊猫计划）。PandaX实验装置安装在我国首个极深地下实验室“中国锦屏地下实验室”，位于在四川雅砻江锦屏水电站，实验室垂直岩石覆盖约2400米。PandaX实验采用的巨量的液氙，当暗物质例子和氙原子一旦发生碰撞，氙原子就会发光，同时也会产生自由电子。“熊猫计划”项目负责人、上海交通大学季向东教授在“2017年度国际高能粒子天体物理大会”上公布了该项目合作组最新实验结果：暗物质与核子的碰撞截面应小于“6×10^-47平方厘米”限制，再次刷新了对暗物质粒子性质限制的世界纪录。







PandaX实验装置 PandaX@SJTU


结论：虽然大型对撞机在不停加速粒子进行撞击期待产生暗物质粒子、同时也在“上天（悟空）入地（熊猫）”建造装置分别进行暗物质粒子的间接和直接探测，但目前我们并没有发现暗物质，或许现在还离我们最终发现暗物质很远，或许我们就在发现暗物质的“前夜”。

iusidgi

天体红移推测宇宙处在超光速澎涨运动之中，宇宙超光速澎涨再假设暗物质支撑明物质作超光速澎涨，暗能量成了支持明物质超光速澎涨的能量，这就是假设暗物质的由来，推测加假设，找不到暗物质只能推卸责任，胡乱式地乱肯定，心中认为真正存在了，浪费了时间，浪费了巨资，浪费了人才。
         天体红移科学上无法解释，为了在科学上有一个唯心的解释，想象宇宙处在超光速澎涨之中，而不是指与红移运动能力相应地澎涨力，几个红移星体那有那么大的澎涨力。宇宙的奥妙无穷，现代奥妙有限，暂作宇宙处于超光速澎涨的解释，正好符合想象的主观主义。接下来再来一次所谓科学性的假设，假设有暗物质存在，在科学前沿好去解释唯心的宇宙规律。天文观察证实，宇宙红移量是与观察距离成正比的，既宇宙澎涨是在暗能量支持下属加速式澎涨，再加1％的暗能量也支持不了加速式澎涨，加速式澎涨假设的暗能量为固定量永远不够支持超光速澎涨？，暗能量成了客观上加速式澎涨的假设了。银河系巳证实没有澎涨运动，太阳系更易证明，难道整个宇宙还存在没澎涨的宇宙空间！？依此得出尽是想象式的胡扯。
         暗物质不能变明物质，它们之间完全不属于一个类型，一个是虚无的，看不见，摸不着，找不到，无物质存在性的所谓物质量；一个是实实在在存在的物质。暗物质在三维空间是虚无的，在以三维为基础的其它高维空间同样不存在(三维空间包括在内)。客观上有没有暗物质，明物质照样是一个整体。明物质宇宙这个整体运动性也是独立的，和暗物质支撑没半点关系，支不支撑不影响明物质的统一运动性。宇宙空间不是整体在澎涨，银河系例外，这就说不通了，这就不科学了。
         数学的计算能力是多么的强大，不存在的虚无也计算出所谓是实际的存在量，所谓唯心科学是多么的幼稚可笑，多么地顽固不化，尽了最大的努力忽悠。要想从主观认识上改变过来，要想从现实探讨中转变过来，要想从长时间推御责任方面为无法问责中转变过束，只有坚持，坚持，再坚持，100年后再怎么问责就成遗留问题了。对天体红移的认识，应从客观上去认识，不能推测后再加一次假设，连一个问题还处在有待解决处的开始，还无从下手，再加想象式假设，宇宙将变得无法理解，只能变成大脑想象的世界了。

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答：科学家最喜欢“意外”，因为每个意外的背后，都隐藏着一套未知的自然规律，而“暗物质”就是当代物理学中，最大的意外之一！
科学历史

20世纪初，科学家发现水星进动现象无法用牛顿力学解释，提出了一系列的假设，比如：太阳形状不是正圆、地球轨道另一侧存在未知行星、存在第三颗内行星等等，但解释都以失败而告终。




直到1915年，爱因斯坦提出广义相对论后，水星进动才得到完美解释，原来是牛顿力学的局限性导致的，而“水星进动”这一现象，就是牛顿力学下的“意外”。
暗物质

在当代物理学中，“暗物质”就是意外之一，因为科学家发现，某些天文现象并不符合当前理论的描述，那么就存在这么三个可能：

（1）当前理论具有局限性；
（2）存在未被发现的东西；
（3）以上两者都有；





无论真相是哪一种情况，意义都是重大的，暗物质背后隐藏着更深的自然规律，也许远远超过当前理论的范畴！
谁也不知道这个未知的领域，将会给科学带来多大的影响，也许是理论科学的第三次革命也说不准，所以科学家热衷于暗物质的研究！
目前进展

至于进展，科学家尝试各种可能，然后利用计算机进行模拟后，认为第（1）种可能性极低，于是把研究放在了第（2）种可能上，就是假设了一种未知物质——暗物质！

目前科学家对暗物质的了解有限，暗物质参与了引力作用、不发光、非常稳定、暗物质质量是普通物质的五倍；至于暗物质的其他性质知之甚少！




好啦！我的答案就到这里，喜欢我们答案的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

FENGER106

现在人类科学观测根据什么论证宇宙是由26%为暗物质，70%为暗能量，看到恒星不到宇宙质量的5%。这些构成宇宙物质只是凭空猜想，首先把暗物质和暗能量解释不明不白。物质具有发光发热特性。迄今为止人类没有任何仪器设备可以观察到宇宙是由什么具体物质构成了。什么是暗物质:具有物质的特性，不可见光，对光具有侵蚀性，通俗讲就是不和光发生反射，散射，拆射，衍射等反应的物质，具有巨大的暗能量的特性。宇宙是由不到69%暗物质和其它不在元素周期表化学元素内其它物质的构成。宇宙还存在许多空域不存在暗物质，只存在原子粒子。高度文明智慧物种~外星人宇宙飞船上需要水就是从宇宙到处都存在暗物质，从中提取氢原子和氧原子人工制造水，2，宇宙飞船动力系统～量子废墟就是使用核聚变燃料就是从宇宙中提取暗物质，在可控核聚变反应堆在引力子参加核聚变反应产生具有巨大不间断叠加巨大暗能量，提供给宇宙飞船动力系统～量子废墟使用。3，暗物质具有自然修补本宇宙和另一个宇宙摩擦或者碰撞造成的虫洞和填充黑洞能力。4，氢元素和暗物质不断扩散也造成宇宙不断膨胀呈正弦式扩增。