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宇宙中的神秘暗物質到底是什麼?大發現顛覆人類的認知

暗物質幾乎佔宇宙重量的85%,這意味著它是我們所熟悉的組成恆星、行星、人類和其他一切的“普通物質”的6倍。但是沒有人確切知道暗物質是什麼。這種神秘的存在是不發光的,它是極其困難的研究。學者們只能透過暗物質對天體的引力作用來揭示其存在。

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暗物質是宇宙中可能存在的不可見物質。它可能是宇宙的主要組成部分,但它不屬於構成可見物體的任何已知物質。大量天文觀測發現,在假設暗物質存在的前提下,牛頓引力的疑似違反現象可以得到很好的解釋。

現代天文學透過天體運動、引力透鏡效應、宇宙大尺度結構的形成、微波背景輻射等觀測結果表明,暗物質可能存在於許多星系、星系團和宇宙中。它的質量遠遠大於宇宙中所有可見天體的總質量。結合宇宙微波背景輻射的各向異性觀測和標準宇宙模型(CDM模型),可以確定暗物質佔宇宙物質總質量的85%。

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物理學家已經提出了一系列的暗物質候選,包括假設的粒子軸突(軸子),弱相互作用的重離子(WIMP)和無效中微子(滅菌中微子)。但其他理論支援暗物質是由質量超過1克的物體組成的。

在這些理論中,宏觀暗物質物體的密度很可能很高,類似於核的密度。如果是這樣的話,這些物質在太空中的數量可能不會太大,這意味著巨大的暗物質將很難找到。博士JagjitSinghSidhu說:”我們需要非常大的或非常老式的探測器來發現這些物質。“

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俄亥俄州克利夫蘭凱斯西后備大學物理專業的學生。但科學家們不必製造這些探測器,只要你知道在哪裡找,它們就已經存在了。研究人員和他的兩位共同作者決定在非常普通的花崗岩檯面上尋找這種物質的證據。

如果這個巨大的暗物質存在,它將達到每小時約900000公里的速度,與太陽系的速度差不多,相當於火箭的速度。如果其中一個粒子撞上桌子,它就會留下汽化的痕跡,即使岩石再次凝固,它也會清晰可見。

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有爭議的理論

關於黑洞構成宇宙中所有暗物質的理論仍有爭議,物理學家已經排除了質量較低的黑洞,因為尚未發現足夠多的黑洞來解釋宇宙中的所有額外質量。

然而,物理學家們現在已經排除了中等大小的黑洞。例如,2016年2月,鐳射干涉引力波觀測站(LIGO)在合併過程中探測到兩個黑洞,分別是太陽質量的29倍和36倍。質量級原始黑洞不排除。

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但一些物理學家質疑這些天體能否解釋宇宙中的大部分暗物質。加州大學河濱分校的黑洞物理學家西蒙·伯德(Simeon Byrd)說:\“就我們今天所知,原始黑洞不太可能全部由暗物質組成。\”但我們不能精確到1%≤10%。要證明這一點,最簡單的方法就是探測原始黑洞。

伯德強調,目前正在智利建造的大型綜合天文望遠鏡(大型綜合天文望遠鏡)將是尋找這些古老原始黑洞的理想選擇。

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美國理論物理學家馬克·卡米科夫斯基(MarkKamikovsky)在他的報告中也保持了類似的謹慎,他認為暗物質是由黑洞組成的。他說在過去的一年裡,我對黑洞製造暗物質的觀點的信心動搖了,因為鐳射干涉引力波觀測臺沒有找到足夠的證據證明黑洞的合併,這證實了這一理論。但我仍然認為這個觀點很有趣。最新的研究為產生黑洞提供了早期的宇宙機制,引起了天文學家的極大興趣。

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除非我們發現一個質量低於太陽的黑洞,否則原始黑洞仍然是一個假設,而希格斯場給研究人員的創造性解釋在發現原始黑洞之前是無法證實的。

並不是每個人都相信,正如研究人員所做的那樣,原始黑洞和暗物質可能是同質的,但卡米科夫斯基在2017年聲稱,這是一個奇怪的想法,對暗物質的每一個觀點都可能是瘋狂的。