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明物质、暗物质与“悟空”卫星

2017-12-01 08:54 [课外阅读] 来源于:物理ok网|作者:陈老师
导读:物理学中将物质分为明物质与暗物质,其中明物质是人们能够观察到的物质,暗物质是人们不能利用、不能观察的物质。到底是明物质,还是暗物质,并不是决定物质本身,而是决定物质与环境结合的程度,如果与环境作用更多的光子信息能量,能够将自己的物质质量表现

一、暗物质与明物质

物理学中将物质分为明物质与暗物质,其中明物质是人们能够观察到的物质,暗物质是人们不能利用、不能观察的物质。到底是明物质,还是暗物质,并不是决定物质本身,而是决定物质与环境结合的程度,如果与环境作用更多的光子信息能量,能够将自己的物质质量表现出来,这个物质就是明物质。相反,如果这种物质与环境相互作用的光子信息能量的强度非常小,物质自己的特性和物质质量表现不出来,这种物质是暗物质。

“我们宇宙的能量构成如下:暗能量:72%。暗物质:23%。我们已知物质(包括光):4.6%。你在自己整个旅程中所看到的一切只占我们整个宇宙所含物质总量的4.6%。其余的都是未知。”—— 克里斯托弗·加尔法德《极简宇宙史》。

也就是说,当我们仰望星空时,除了太阳、月亮、星星外,感觉宇宙空荡荡的。然而这只是一种错觉,现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、宇宙膨胀行为的研究表明:宇宙的密度由约4.9%的普通物质,26.8%暗物质和68.3%的暗能量组成。我们能看到的普通物质在整个宇宙中只占不到5%。剩下95%以上的宇宙组分,我们都看不到。由于看不到,科学家们姑且称之为暗物质和暗能量。

二、“悟空”的使命

现在人类第一步的重要任务就是明确有没有暗物质并找到暗物质。那么,“悟空”的出现,正是接受这一使命。“悟空”卫星是中国科学院空间科学战略先导专项的首发星,也是中国首颗天文卫星。取名“悟空”,卫星被寄予了通过“火眼金睛”探测宇宙暗物质的使命。

三、“悟空”显身手

“悟空”卫星首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在约1 TeV处的拐折,该拐折反映了宇宙中高能电子辐射源的典型加速能力,其精确的下降行为对于判定部分(能量低于1 TeV)电子宇宙射线是否来自于暗物质起着关键性作用。中国科学院大学常务副校长吴岳良院士解读认为,除非有新的机制,否则天体物理将不能给尖锐能谱提供合适的选项。也就是说,尖锐能谱可能给暗物质的存在提供了新的证据。“之前没有人发现过。”“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进解释,正常的能谱变化应该是一条平滑的曲线,但根据“悟空”观测数据,这里突然出现了一处剧烈波动,划出一个“尖峰”,意味着此处必有“古怪”。

 

电子宇宙射线能谱在约1 TeV处的拐折

中国科学院大学常务副校长吴岳良院士解读认为,除非有新的机制,否则天体物理将不能给尖锐能谱提供合适的选项。也就是说,尖锐能谱可能给暗物质的存在提供了新的证据。

(编辑:wuliok.com)

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