科学:暗物质变得更加清晰 - 在地球上和天空中

日期:2017-11-20 08:05:21 作者:汝梵足 阅读:

至少一些作为宇宙主要成分的暗物质的位置和性质对天文学家来说变得越来越清晰他们对一个星系的观察尤其表明它可以包含16倍于明亮恒星中可见的质量与此同时,地球上的其他实验已经排除了一些可能的暗物质候选者椭圆星系MG1654 + 1346充当引力透镜它的引力使更远的类星体发射的无线电波弯曲,在星系周围形成扭曲的弧形图像这种图像被称为“爱因斯坦环”虽然现在已知有几种引力透镜,但这种情况非常简单从地球看来,类星体几乎完美地排列在星系后面,只有一个星系参与了透镜在这种简单的情况下,环内星系的质量可以从两个因素计算:环的大小和从地球到星系的距离来自华盛顿特区海军研究实验室和美国其他大学的研究人员进行了必要的测量和计算他们计算的唯一不确定因素是从地球到星系的距离天文学家通过光谱中红色特征的红移来测量距银河系以外物体的距离红移与距离成正比由于比例常数的不确定性,以这种方式获得的任何距离的不确定性 - 大约两倍 - 都会产生考虑到这种不确定性,观测显示MG1654 + 1346的质量比其所含的可见恒星的总质量多8到16倍(Nature,vol 344,p 43)像这样的星系中的一些暗物质可能是微弱的恒星形式,否则称为“褐矮星”但是,许多天文学家怀疑大量的暗物质可能是尚未发现的一种基本粒子直到最近,研究人员还必须根据粒子物理学和宇宙学理论,从弱相互作用的大质量粒子中猜测这些粒子(通常称为WIMP)的性质但最近对粒子加速器的研究限制了他们的想象力这些是基于对Z粒子衰变的研究的相同实验,它们告诉我们宇宙中只能存在三种中微子(New Scientist,Science,1989年10月28日)实验表明,中微子的变种数量小于3.5,这通常意味着三种已知类型的中微子是唯一存在的中微子耶鲁大学的Lawrence Krauss指出,这些研究也限制了其他假设粒子的可能性 - 特殊的“半中微子”也可能代表一些重要的东西(Physical Review Letters,vol 64,p 999)在此之前,粒子理论家已经提出了许多关于外来粒子的可能想法,包括中微子的新品种,所谓的超对称伙伴与已知粒子(通常称为SUSY WIMP)和中性粒子许多这些颗粒会通过涉及Z颗粒的相互作用揭示它们的存在他们没有,因此现在可以排除但根据Krauss的说法,一些SUSY粒子会以这样的方式相互作用,即在Z衰变上产生一定数量的中微子效应这项工作的正确候选人将是SUSY颗粒,每个颗粒的质量超过质子质量的10倍这对于实验者来说是个坏消息,他们在过去几年中一直在开发探测器来搜索质量低于10质子质量的WIMP克劳斯说,好消息是涉及Z粒子的实验开始缩小可能性,