暗物質
| 早期宇宙 | |
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| 膨脹宇宙 | |
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| 實驗 | 觀測宇宙學 · 2度視場星系紅移巡天 · 史隆數位巡天 · 宇宙背景探測者 · 毫米波段氣球觀天計劃 · 威爾金森微波各向異性探測器 · 普朗克衛星 · 2016年2月引力波探測 · 暗能量巡天 · 羅曼太空望遠鏡 · 平方千米陣 · 歐幾里得衛星 |
| 宇宙的終極命運 | |
| 科學家 | |
在宇宙學中, 暗物質(Dark Matter)是指那些不發射任何光及電磁輻射的物質。人們目前只能通過引力產生的效應得知宇宙中有大量暗物質的存在。暗物質存在的最早證據來源於對球狀星系旋轉速度的觀測。現代天文學通過引力透鏡、宇宙中大尺度結構形成、微波背景輻射等研究表明：我們目前所認知的部分大概只佔宇宙的4％，暗物質佔了宇宙的23%，還有73%是一種導致宇宙加速膨脹的暗能量。暗物質的存在可以解決大爆炸理論中的不自洽性，對結構形成也非常關鍵。暗物質很有可能是一種（或幾種）粒子物理標準模型以外的新粒子。對暗物質和暗能量的研究是現代宇宙學和粒子物理的重要課題。
暗物質存在的證據
最早提出證據並推斷暗物質存在的科學家是美國加州工學院的瑞士天文學家弗里茨•茨威格。
2006年，美國天文學家利用錢德拉X射線望遠鏡對星系團1E 0657-56進行觀測，發現了暗物質存在的直接證據[1]。
暗物質的組成及理論模型
星系轉動曲線、引力透鏡、結構形成、星系團中重子成分和結合星系團豐度與重子密度證據表明了宇宙中85-90%的質量不帶有電磁相互作用。這些暗物質只通過引力作用而顯現它們的存在。以下是人們提出的一些不同類型的暗物質：
在眾多可能是組成暗物質的成分中，最熱門的要屬一種被稱為弱作用重粒子（英文叫做Weakly Interacting Massive Particle，或簡稱WIMP）的新粒子了。這種粒子與普通物質的作用非常微弱，以致於他們雖然存在於我們周圍，卻從來沒有被探測到過。
還有一種被理論物理學家提出來解決強相互作用中CP問題，被稱為Axion的新粒子，也很有可能是暗物質的成分之一。
惰性微中子(sterile neutrino)也有可能是組成暗物質的一種成分。
暗物質的探測
暗物質的探測在當代粒子物理及天體物理領域是一個很熱門的研究領域。對於弱作用重粒子來說，物理學家可能通過放置在地下實驗室，背景信號減少到極低的探測器直接探測WIMP，也可以通過地面或太空望遠鏡對這種粒子在星系中心，太陽中心或者地球中心湮滅產生的其他粒子來間接探測WIMP。人們也希望在2007底即將運行的歐洲大型重子對撞機或者未來的國際直線加速器中人工創造出這些新粒子來。
另類解釋
參看
參考文獻
- ^ Clowe D, Bradac M; Gonzalez A H et al. A direct empirical proof of the existence of dark matter (PDF). Astrophys J Lett. 2006, (648): L109–L113 [2007-06-25].