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【搜狐科學(xué)消息】據(jù)國外媒體報道,暗物質(zhì)最早由瑞士天文學(xué)家弗里茨•茲威基(Fritz Zwicky)于上世紀(jì)30年代提出來的。他發(fā)現(xiàn),星系團中充斥著的神秘暗物質(zhì)產(chǎn)生的引力防止星系分崩離析。
幾乎同時期,荷蘭天文學(xué)家簡•奧爾特(Jan Oort)發(fā)現(xiàn)太陽附近空間的物質(zhì)密度(density of matter)達到了僅用可見的恒星和星云來解釋的兩倍。在這之后的數(shù)十年中,天文學(xué)家發(fā)展了暗物質(zhì)和天體結(jié)構(gòu)形成的理論來解釋星系團和星系的性質(zhì),但是太陽系附近的暗物質(zhì)數(shù)量仍然是個謎團。
在奧爾特測量的幾十年之后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了比之前認(rèn)為的要多3-6倍的暗物質(zhì)。然而,去年用新方法得出的新數(shù)據(jù)卻聲稱暗物質(zhì)的數(shù)量比期望的要少。天文學(xué)界進入兩難境地,通常認(rèn)為這些測量和分析都不夠靈敏到給出可信測量的程度。
在最近的一次研究中,論文的作者對于他們的測量和誤差充滿了信心。這是因為,在這項技術(shù)在用于真實中的測量之前,他們對銀河系進行了高水準(zhǔn)的模擬來檢驗了這項質(zhì)量測量技術(shù)。這次研究給出了很多令人驚訝的結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn),在過去20年中使用的標(biāo)準(zhǔn)的測量技術(shù)有失偏頗,傾向于低估暗物質(zhì)的數(shù)量。他們提出了一種全新的技術(shù)從模擬數(shù)據(jù)中得到了正確的答案。他們把這項技術(shù)應(yīng)用到太陽附近的數(shù)以千計的橙色K型矮恒星上,根據(jù)它們的位置和速度,就能得到太陽附近局部暗物質(zhì)密度的新結(jié)論。
該研究論文的第一作者西爾維亞•嘎巴瑞(Silvia Garbari)說:“我們有99%的信心確認(rèn)太陽附近有暗物質(zhì)存在。實際上,我們期望的暗物質(zhì)密度比這還要高些。這僅僅有10%的可能性是一種統(tǒng)計誤差。我們有90%的信心會發(fā)現(xiàn)更多的暗物質(zhì)。如果將來的數(shù)據(jù)進一步確認(rèn)了暗物質(zhì)存在的這種高密度,那么將會存在很多令人興奮的應(yīng)用。這將是第一次有關(guān)我們銀河系存在暗物質(zhì)圓盤的直接證據(jù),正如最近有關(guān)星系形成的理論和數(shù)值模擬所預(yù)測的那樣。亦或是我們銀河系中的暗物質(zhì)暈受到了擠壓而促使了局部暗物質(zhì)密度的增加。”
有很多物理學(xué)家下賭注認(rèn)為,暗物質(zhì)是一種新的基本粒子,這種粒子通常和普通物質(zhì)之間的相互作用非常微弱,但又足以用深埋在地下的探測器探測到。探測器深埋在地下的原因是,為了防止宇宙射線對測量結(jié)果的干擾(探測器通常在地下數(shù)公里的廢棄礦井當(dāng)中)
精確測量局域暗物質(zhì)的密度非常重要。該論文的合作者喬治教授說:“如果暗物質(zhì)是一種真實存在的基本粒子,那么當(dāng)你在閱讀完這篇文章的時候,就已經(jīng)有數(shù)以億計的暗物質(zhì)粒子穿過了你的身體。”實驗物理學(xué)家期望每年能捕捉到極少數(shù)的暗物質(zhì)粒子。現(xiàn)在正在進行的暗物質(zhì)粒子探測試驗有XENON和CDMS。了解局域中暗物質(zhì)的屬性對于揭示暗物質(zhì)粒子的組成至關(guān)重要。(編譯:雙螺旋)
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