【科技讯】2月23日消息,美国科学家发布的一项最新研究结果表明,神秘的暗物质可能就隐藏在地球上。虽然目前科学家们还未找到它们的踪影,但是有一点可以肯定,暗物质作为宇宙中重要的物质组成部分,在地球上一定不会少。


地球上隐藏神秘暗物质 科学家们快找到它们!

        暗物质虽然自从被提出以来就神龙见首不见尾,但其隐藏了许多现代物理学的秘密——宇宙的起源和组成、基本粒子的性质、时间的流逝等,涉及相对论、量子力学等物理学中最高深的理论,其重要性可想而知。
 

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        宇宙中仅5%是可见物质。它是1934年瑞士天文学家弗里兹·兹威基在研究星系团中星系的轨道速度时,为了解决“缺失的物质”问题而提出的概念。当时兹威基经过计算认为,星系的平均质量实际上比根据其亮度计算出的质量大160倍,这就意味着绝大多数物质是不可见的。

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        起初,兹威基的结论没引起重视,直到约40年后,人们在研究星系中恒星的运动时遇到类似的困难,暗物质的说法才逐渐获得认可。目前,天文学领域很多证据都支持暗物质存在的说法,包括引力透镜(光线在经过星体边缘时受引力场作用发生偏折的现象)研究和宇宙膨胀率。

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        说到暗物质,这里不得不提到它的“近亲”——暗能量。两者很容易混淆。暗能量是人们在建立宇宙的膨胀模型中提出的假想,指一种充溢空间的、具有负压强的能量,它很好地解释了已被哈勃望远镜证实的宇宙加速膨胀的现状。与暗物质相比,暗能量在分布范围上广得多,占据着宇宙结构的绝大部分。

神秘的暗物质可能就“潜伏”在地球上
 

        这次发现是美国明尼苏达大学物理学与天文学院助理研究员安吉拉·莱瑟特与她所在的团队的收获,他们的实验数据源于一个深埋在地下的暗物质探测器——CDMS探测器。该探测器被埋在明尼苏达深达700米的地下,以周围的岩石、塑料、铅、铜等物质来阻止暗物质之外的正常微粒到达探测器,这样可能与暗物质相混淆的宇宙射线和其他粒子就被排除在外了。探测器本身不大,跟冰球相仿,主要由锗元素和硅元素构成。

        探测器的构造是基于这样的原理:暗物质主要由“弱相互作用粒子”(WIMP)组成,这种粒子能和锗原子或硅原子发生核反应,产生的特定信号能被探测器捕捉到。一旦观测到信号,就可以确定有WIMP穿过探测器,即“暗物质来了”。研究人员已确认有两个信号可能与暗物质有关。对科学家们来说,此次实验尽管不能完全确定暗物质的存在,却在提高探测精度方面取得了可喜的进步。

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        需要指出的是,这并不是第一次有研究声称可能发现暗物质。2007年,位于意大利首都罗马附近的巨石峰国家实验室曾发布消息,称探测到了WIMP,一时间引起轰动。但后来有多位学者对巨石峰国家实验室使用的DAMA探测器提出质疑,最终这一发现没有获得科学界认同。

        有评论说说道,即便是发现了信号,也绝不能马上断定暗物质存在。这主要是由于WIMP不是一种被了解得很清楚的粒子,而是一类粒子的总称,至今科学界对WIMP家族有多少种粒子、其物理性质都不甚清楚。另外,用WIMP作为暗物质存在的依据也不一定可靠,因为暗物质与硅或锗原子间的相互作用涉及一系列粒子和力,而WIMP只是其中一种。

        科学家正全力以赴地追循暗物质的足迹。莱瑟特所在的研究小组打算将探测器升级到更灵敏的水平,以期发现更为实质性的暗物质信号。另一个可能在地球上找到暗物质的办法,是依靠高能粒子加速器,它可以将比原子还小的亚原子微粒加速到光速,再进行相互碰撞,这种极大的碰撞能量会产生异常粒子,其中包括暗物质。