找寻暗物质的最新进展——丁肇中主持的AMS项目首批研究成果

1暗物质存在的发现1937年,天文学家弗·扎维奇(F.Zwick)发现,大型星系团中的星系的运动速度,远远超出星系团核心物质形成的结果,这表明除了人类已知的星系团核心物质对该星系的引力外,还存在其他物质的     

今日国外物理

 1 美学者获得宇宙暗物质研究新成果据美联社报道,美国天文学会年会的一份研究报告表明:暗物质可能占宇宙物质的90%.华盛顿大学发现的证据表明:一些星系团包含的暗物质肯定比原先认为的要多得多;麻省理工学院一学者说,德国的ROSAT卫星测得鲸鱼座星座NGC720星系的热气发出的X射线,发现其引力场是椭圆形的,被一巨大暗物质晕包围着,而常见的可见星未能解释这一现象.加利福尼亚州一国家实验室可望一年内确定包围银河系暗物质是由木星样的或其他物质组成.     

暗物质之谜三例

1.2006年,天文学家对子弹星系团的观测,发现了暗物质存在的直接证据:观测显示,两个星系团高速相向运动,碰撞时,构成星系团物质主体的炽热气体相互排斥,形成了外形像子弹头那样的气团,但两星系团内的暗物质却不为所动,继续保持原有的速度.     

银河系中心发现暗物质

构成宇宙的大部分物质是暗物质,而我们只能感受到它的引力,却看不到。20世纪70年代,天文学家鲁宾(Vera Rubin)提出螺旋星系边缘远离中心区域的恒星运动得比其应有的速度更快,从而发现了暗物质。这意味着星系周围的"光晕"中存在着某种不可见的质量。但是物理学家们不能确定是所有暗物质都在边缘,还     

罕见中微子给“失踪的质量”设置了限值

目前,大多数天文学家认为宇宙正好横跨在有限和无限的界限上.恒星和星系等发光物质的质量总和远不能满足宇宙密度临界值的要求,因此应当存在着约10倍于发光物质总和的暗物质.这些暗物质是以其对亮物质的引力影响而被察觉的,但人们从未直接探测到它们.在许多形形色色的“失踪质量”中,两种奇异非重子粒子、中微子和弱作用质点(weakly iute-racting massive particles,简称 WIMPs) 是极可能的候选者.WIMPs指任何一种能够形成暗物质但作用不强的未知粒子的总称. 在美国南达科他州Homestake矿井深处,有两个探测中微子的装置.一个是由Brookh-…     

发现暗物质存在的直接证据

美国天文学家宣布观测到暗物质．人们相信暗物质这种神秘的物质在宇宙中的总量约占宇宙总量的1／4，是“明物质”（普通物质）的5倍，在遥远的30亿光年之外有两个巨大的星系正在发生碰撞，美国NASA的钱德勒X射线望远镜和哈勃望远镜、欧洲南方天文台的超大望远镜和麦哲伦望远镜都在观察着这个壮丽的宇宙奇观，碰撞的能量非常巨大，以致使暗物质和明物质发生分离，这给了我们一个非常好的研究暗物质的机会，虽然科学家们至今仍在研究神秘的暗物质究竟以什么形态存在，但有确凿的证据显示这个宇宙中的物质大部分是暗物质。（相关论文将于近日在《天体物理杂志》发表）     

早期宇宙中的巨型星系团

天文学家们看到了最大的星系团,位于遥远的早期宇宙中。据估计,这个遥远的星系团所包含的质量相当于一千个大型星系。该发现进一步提供了证据,证明一种叫做“暗能量”的神秘力量是存在的。     

探测遥远星系

 探测遥远星系的重要意义至少有下列3点:探究宇宙的形状、检验宇宙学模型的正确程度和积累有关星系形成和演化的知识。1961年,美国天文学家桑德奇(AllanSandage)提出用星系团中最亮的星系做“标准烛光”来延伸哈勃(EdwinHubble)开创的更远星系距离的测定。     

当代物理学正酝酿新的重大突破

宇宙的组成是什么?在宇宙中，除了人们常见的各种发光的星球、星系、星系团、类星体……等等发光天体，是否还存在着不发光的天体，或不发光的物质?     

“暗流体”简介

关于暗流体(Dark fluid)的提出,还要从两个星系团内明、暗物质的分布谈起:子弹星系团在中心发光物质的两侧分布着引力很强的暗物质,而Abell520星系团所显示的景象则是一个被热气体环绕着的暗物质核心,但其周围却不见普通星系的踪迹.     

暗物质依然存在着

暗物质是神秘的不可见的物质,约占宇宙物质中的83％．暗物质使处于高速旋转的星系免于飞散,对暗物质的研究有助于我们了解宇宙的结构是如何形成的．     

“暗宇宙”之谜

 夜幕降临,星光灿烂,银河、星斗与皎洁的月光交辉相映,编织出美丽的夜空,这就是我们从小获得的知识:恒星、星云、星系……构成的浩瀚宇宙。然而,这只是个错觉,我们的宇宙实际上是“暗无天日”的,这就是2003年过去一年最新的科学成就:宇宙是黑暗的,或者说是个“暗宇宙”(请参阅封二精美彩图)。什么是暗宇宙?那是指组成宇宙的绝大多数物质和能量是不可见的,发光的物质和辐射只占宇宙物质的极小部分,这种不可见的物质和能量称为暗物质和暗能量。根据最新的测量,暗能量和暗物质合计占宇宙质量密度的96%,而我们熟知的恒星、星系等发光物质或重子物质仅仅只占4%。     

暗物质粒子探测

正天文观测发现,星系周围的物质和星系团中的星系运动速度很快。仅靠发光物质提供的引力无法束缚如此大速度的天体。于是科学家假设存在一种不发光但是能提供引力的物质,也就是暗物质。但是我们不知道暗物质粒子的质量,也不知道它是否参与其他类型的相互作用。所以各国科学家设计了多种类型的实验来寻找暗物质。暗物质实验可以分为直接探测、间接探测和对撞机探测这三种类型。对暗物质的研究,是当今天文学和物理学的研究热点。我国科学家也进     

第一批恒星可能照亮了暗物质

正暗物质的性质是宇宙学中最长久的困惑之一。天文学家已经确定,暗物质是宇宙中物质的主要构成,但它们至今无法被辨认。最近,对"黑暗时代"之后宇宙黎明的观测,发现了一条可能的线索——涉及第一批恒星形成的时代。今年早些时候,研究人员报告了一     

科学家们在星系团的尺度上证实了红移效应

 检验引力现象很简单：通过二楼的窗子走出去(禁止付诸实践),看看会发生什么！但是要想检验爱因斯坦的引力理论--广义相对论,难度就要大得多。该理论的内容是：一个物体的引力会使其周围的空间和时间扭曲。尽管研究人员在太阳系的尺度上证明了广义相对论,但是在整个宇宙的尺度上验证该理论是更具挑战性的。
哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的拉德克·沃杰塔克(Radek Wojtak)带领一组研究人员着手检验广义相对论的一个经典预测：光在逃离引力场的时候会损失能量,引力场越强,光损失的能量就越多。结果,从一个星系团中心散发出来的光子应该比星系团边缘的光子损失的能量更多,因为星系团中心区的引力最强。星系团是包含了成千上万个星系的大型天体系统。因此在波长上,来自星系团中心的光比来自边缘的光更长,移向光谱的红端。这个效应被称为引力红移现象。
沃杰塔克及同事知道,测量单个星系内的引力红移会很困难,因为星系内引力红移效应非常小,而且需要将这种红移效应跟个体星系的轨道速度以及宇宙膨胀造成的红移效应分离开来。研究人员从斯隆数字巡天计划中搜集了8000 个星系团的数据,他们通过平均这些数据处理了这个问题。“这样做是希望通过研究星系团中星系之间的红移分布特点来发现引力红移效应,而不是分别查看各个星系的红移效应,”沃杰塔克解释说。
果然,研究人员发现正像广义相对论预测的那样,星系团中的光发生了红移,而且与到星系团中心的距离成比例。“我们可以测量出星系之间红移效应的微小差别,可以看得出来自星系团中心区星系的光不得不爬出那里的引力场,而来自边缘星系中的光可以较为轻松地散发出来,”沃杰塔克说。2011 年9 月28 日,这些发现发布在《自然》(Nature)杂志在线版上。
除了证实广义相对论之外,这些研究结果也有力地说明了拉姆达冷暗物质宇宙模型。这个已经流行于世的宇宙学模型表明宇宙的大部分是由不可见物质构成的,这种物质与构成恒星和行星的普通物质不发生相互作用。这项检验结果也支持暗能量的存在,暗能量是似乎正在使宇宙膨胀的一种神秘力量。     

暗物质研究新进展

 “暗物质”在现代天文学中指的是占有宇宙中绝大部分质量的、却不以我们可测的形式发光的物质形态。研究暗物质是现代宇宙学一个重要课题,暗物质的存在可以解释星系的一些反常动力学特征,及引力透镜等许多现象;暗物质的数量多少可以决定宇宙的膨胀可否一直进行下去,还可以从临界密度的角度检验暴胀宇宙论;而对暗物质的具体物质形态进行研究,则更是一个涉及多个学科领域的很有,吸引力的研究领域。     

天文学家发现宇宙超级“空洞”

美国天文学家最近发现宇宙中存在一个直径约为10亿光年的超级“空洞”，那里没有星体，没有星系，也没有神秘的看不见的暗物质．天文学家对这种“空洞无物”的现象感到很奇特．     

星系团之间的交流

 虽然大爆炸发生在很久以前,但是宇宙诞生之初产生的热光子仍然弥漫宇宙,形成宇宙微波背景(如图).这些古老的光子揭示了大爆炸许久之后诞生的星系团的运动特点.这些光子穿梭于星系团的热气体中,热气体增加了光子能量,缩短了其波长,导致所谓的苏尼亚耶夫- 泽尔多维奇效应(Sunyaev-Zel'dovicheffect), 亦称SZ 效应, 因两位俄罗斯科学家在天文学家发现之前预言了该效应而得名.不过他们也同时预言星系团的运动也会影响光子,却至今都未观测到.有天文学家在7 月20 日出版的《物理评论快报》(Physical Review Letters) 报道, 他们已从数以千计的星系中归纳出微弱信号,探测到所谓的运动学苏尼亚耶夫- 泽尔多维奇效应.正如人们所料,该结果发现星系团之间在引力的影响下,倾向于做着相向运动.进一步的观测可能更具启示：这将有助于确定令宇宙膨胀加速的神秘力量的性质.     

双星盘暗物质

美国的研究人员推测,存在着一种的新型的暗物质,这种暗物质可与普通物质发生强烈相互作用,形成大的光盘,覆盖在星系上。宇宙中暗物质的数量至少相当于普通物质数量的4倍。一般认为,暗物质与普通物质的相互作用非常弱,从而形成围绕着星系的模糊的晕圈。新的研究认为,上述观点过分简单化了,实际上,一部分暗物质可能会与普通物质发生强烈的相互作用,因而可以在对宇宙射线的观测中探测到。     

宇宙膨胀与人类之命运

我们生活在其中的宇宙因星系团之间空间的伸展而膨胀.这是1916年广义相对论方程式所预言的,但甚至爱因斯坦一开始也不接受这一结论.而当埃德温·哈勃(Edwin Hubble)及其同事于1920年代末发现本星群以外星系的红移后,才使天文学家们认识到宇宙正在膨胀."你的腰围在增大这纯粹是生理现象.不能责怪宇宙膨胀."美国德克萨斯大学的物理学家理查德·普赖斯(Richard Price)如是说,他曾计算出有些物体会因宇宙膨胀而伸展而另一些则不然.