暗物质
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在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明：我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4％，暗物质占了宇宙的23%，还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性，对结构形成也非常关键。暗物质很有可能是一种（或几种）粒子物理标准模型以外的新粒子。对暗物质和暗能量的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。
虽然暗物质在宇宙中大量存在是一个普遍承认的看法，但是科学家们发现漩涡星系NGC 4736的旋转能完全依靠可见物质的引力来解释，也就是说这个星系没有暗物质或者暗物质很少[1]。
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[编辑] 黑暗物质存在的证据
最早提出证据并推断暗物质存在的科学家是美国加州工学院的瑞士天文学家弗里茨·茲威基。
2006年，美国天文学家利用钱德拉X射线望远镜对星系团1E 0657-56进行观测，無意間觀測到星系碰撞的過程，星系團碰撞威力之猛，使得黑暗物質與正常物質分開，因此发现了暗物质存在的直接证据[2]。
[编辑] 黑暗物质的组成及理论模型
星系转动曲线、引力透镜、结构形成、星系团中重子成分和结合星系团丰度与重子密度证据表明了宇宙中85-90%的质量不带有电磁相互作用。这些暗物质只通过引力作用而显现它们的存在。以下是人们提出的一些不同类型的暗物质：
在众多可能是组成暗物质的成分中，最热门的要属一种被称为大质量弱相互作用粒子（英文叫做Weakly Interacting Massive Particle，简称WIMP）的新粒子了。这种粒子与普通物质的作用非常微弱，以致于他们虽然存在于我们周围，却从来没有被探测到过。
还有一种被理论物理学家提出来解决强相互作用中CP问题，被称为軸子（Axion）的新粒子，也很有可能是暗物质的成分之一。
惰性中微子（sterile neutrino）也有可能是组成暗物质的一种成分。
[编辑] 暗物质的探测
暗物质的探测在当代粒子物理及天体物理领域是一个很热门的研究领域。对于大质量弱相互作用粒子来说，物理学家可能通过放置在地下实验室，背景信号减少到极低的探测器直接探测WIMP，也可以通过地面或太空望远镜对这种粒子在星系中心，太阳中心或者地球中心湮灭产生的其他粒子来间接探测大质量弱相互作用粒子。人们也希望在2008底即将运行的欧洲大型强子对撞器或者未来的国际直线加速器中人工创造出这些新粒子来。
[编辑] 参看
[编辑] 参考文献
- ^ Stephen Battersby．Galaxy without dark matter puzzles astronomers，NewScientist.com，2008年2月6日．於2008年2月7日查阅．
- ^ Clowe D, Bradac M; Gonzalez A H et al（2009年7月19日）．A direct empirical proof of the existence of dark matter(PDF)．Astrophys J Lett（648）：L109-L113．於2007年6月25日查閱．
