暗物質是物理學和天體物理學中尚未解決的謎團之一。

這種被認為構成了宇宙總物質85％的暗物質，是大約60年前由天文學家弗裡茨·茲維奇（Fritz Zwicky）提出的。 他發展并在後來提出了“缺失物質”理論，用來解釋在考慮星系的可見質量的同時，為什麼遠離星系中心的旋轉恒星比預期的移動得快得多。

圖解：從引力透鏡産生的效應，星系團CL0024 17内部被發現存在有一個暗物質圈，在這張哈勃太空望遠鏡像片裡以藍色顯示出來。

當時Zwicky所認為的缺失物質現在通常被稱為暗物質。 暗物質無法被任何科學觀測設備直接觀測到，但是其引力産生的效應表明了暗物質的存在。

暗物質是什麼？

關于暗物質的性質，物理學家進行了許多辯論和猜測，其中包括這些候選的組成物質：

弱相互作用的大質量或低質量粒子。

圖解：被暗物質包圍繞着的地球想像圖

它所包含的粒子與其餘物質的相互作用非常弱，但質量有限，這些粒子組成了銀河系甚至宇宙的整體質量。由于其性質，我們無法“看到”或輕易檢測到它們，因此将其歸類為暗物質。 其中一種可能的組成物質就是中微子，一種存在于整個宇宙中的微小的幽靈粒子。中微子是一種弱相互作用的低質量粒子，由于它們在宇宙中大量存在，因此被認為是一種很好的候選組成物質。

圖解：由大型強子對撞機中的緊湊μ子線圈得到的希格斯玻色子産生時的景象。它是通過衰變為強子噴流的質子與電子的碰撞形成的。

大質量天體物理學緻密空心天體（MACHOS）：它們包括任何可能組成暗物質的巨大物體。黑洞，包括小型黑洞，這些可能在宇宙中大量存在的物質都被歸類為MACHO。 與第一種組成物質相反，他們非常龐大并且具有很高的引力場。 但是由于同樣的原因，它們在吸收光束時不容易被看到。

圖解：今期與早期的宇宙質能分布餅圖

褐矮星是另外的候選組成物質。 它們包括質量高于木星但低于太陽的物體，這些物體實際上不輻射任何光。目前尚不清楚宇宙中有多少這些物體以及它們是否組成了暗物質。

新的發現為“暗物質是什麼”提供了更多啟示。

一個新發現表明，暗物質可能不像以前想象的那樣暗。事實上，在對名為Abell 3827的疏散星團中的四個碰撞星系進行了第一次且全面的研究之後，研究人員聲稱發現暗物質在與其他暗物質相互作用後會“減速”。

圖解：Abell 2744：潘多拉星團揭曉

這種現象與以前的研究相矛盾，這表明暗物質可能能夠與重力以外的力發生相互作用。 2015年8月，由杜倫大學的理查德·馬西（Richard Massey）博士領導的一組天文學家使用哈勃太空望遠鏡拍攝了四個遙遠星系之間大規模碰撞的照片。

所有星系都是暗物質的來源，每個星系或多或少都采用相同的85%的比例。 研究人員對碰撞進行詳細分析後得出結論，即在碰撞過程中，現有的暗物質最終會到達一個不同于相關星系中恒星的位置。

圖解：暗物質在Oddball 星系中消失

這表明暗物質可能受到了重力以外的力的影響。盡管暗物質是看不見的，但可以通過它彎曲從更遠星系發出的光束的方式來檢測它。

有關暗物質的更多奧秘

關于暗物質，還有許多其他秘密尚未解決。例如，一些研究表明，碰撞的暗物質成分或所謂的暗物質粒子可能會産生未知類型的輻射，稱為“暗輻射”。

這種輻射是否存在還有待研究，但是尋找這種新輻射的工作已經開始，科學家已經将探測器放置在地球的不同地下位置用以探測暗輻射。

為了回答“暗物質是什麼？”這個問題， 并且對其性質和成分有清晰的認識，我們還需要做更多的研究，但是最近的發現是有希望的，也許在不久的将來我們可能會找到最終的答案。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. learning- Monica

如有相關内容侵權，請于三十日以内聯系作者删除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處