暗物質,宇宙所包含的主要成分,它或許影響著宇宙未來的走向

導語:

根據國外媒體的報道,暗物質被認為是把星系連線起來的粘合劑。但是幾年前,一群天文學家宣稱他們發現了一個並不存在暗物質的星系。之後

,其他科學家認為這是一個計算錯誤,但是現在,原來的研究小組利用哈勃做了更可靠的觀測,證實了他們的發現。

01

暗物質不是星系粘合劑

1、暗物質的含量

據報道,這項新研究表明科學方法的作用。2018年,耶魯大學的一組天文學家宣佈他們發現了DF2——一

個似乎沒有暗物質,或者至少只有少量暗物質的矮星系。這個新的問題出現了:如果沒有這個關鍵的粘合劑來連線星系,星系是如何形成的。

次年,一個獨立的研究小組檢查了耶魯大學小組的工作並進行了他們自己的分析,得出DF2中存在正常數量的暗物質。

最初的團隊已經對這個星系做了更詳細的研究,並且聲稱他們第一次正確,即DF2缺少暗物質。這究竟是怎麼回事?

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這方面的矛盾可以歸結為距離。銀河系的所有暗物質含量的測量都取決於星系到地球的距離,

這也是兩組爭論的主要分歧。

2、暗物質沒有存在空間

最初的研究表明DF2距離地球大約6400萬光年遠,基於表面亮度波動測量的恆星光分佈的變化。透過這種方法,

他們能夠推斷星系的質量,並且發現可見的恆星幾乎是全部質量。它根本沒有為暗物質留下任何空間

但是,在第二個研究中,

來自西班牙加那利亞斯研究所的天文學家們把這個距離調整到只有4200萬光年。研究人員用了五種不同的方法得出這個資料,結果發現星系可能離得更近

,但所含恆星較少。有鑑於此,當對這個星系進行重新檢查時,發現它的恆星只佔它質量的1/4,這表明物質與暗物質的比例是正常的。

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3、利用哈勃對暗物質研究

如今,耶魯大學的初始團隊又重新開始,他們收集了更多的資料,試圖更精確地測量DF2的距離和暗物質含量。為了獲得更深的視角,天文學家利用哈勃望遠鏡傳回的40條軌道的資料,對這個星系進行長時間曝光。具體地說,將重點放在DF2外圍的紅巨星。年老的恆星本身就有一種亮度

,這使天文學家能夠透過測量它們的視亮度來確定它們的距離。這項技術被稱為紅巨星分支(TRGB),它被認為是最精確的方法之一。

來自耶魯大學的研究者們說,TRGB技術不僅證實了他們最初的發現,

即DF2中只有少量的暗物質,而且修正過的距離是7200萬光年——比他們先前的估計還要遠。DF2的尺寸與他們的計算結果差不多

,但是其散射能力要強得多,只有0。5%的恆星和0。25%的暗物質。不過,這件事還有另一件事。TRGB方法是IAC小組用於得出更接近星系結論的一種方法。目前尚不清楚兩個小組如何得出完全不同的結果,這可能會導致更多的爭論。

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假如DF2真的是暗物質的光

,那它將對宇宙產生巨大的影響。第一,它可以作為這一規律的一個例外——如果正如前面提出的一樣

,暗物質僅僅是一種數學誤解,那麼同樣的錯誤也應該被均勻地應用到每一個觀測星系。星系碰巧是暗物質,碰巧含有少量暗物質,這是一種能夠以不同數量存在的物質。

02

暗物質對於宇宙組成的影響

1、暗物質的影響

研究者們說,未來的研究應集中在其他星系上,而這些星系也可能幫助解決這個謎。從20世紀60年代起,天文學家就建立了宇宙中所有可見的物質(我們稱之為宇宙物質)的理論。重子或“發光物質”實際上僅構成實際存在的一小部分。

作為主流的、經久不衰的重力理論(廣義相對論所定義的引力),科學家不得不假定宇宙中約85%的物質都是由“暗物質”構成的。

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2、暗物質的本質

該研究的負責人包括約克大學物理系的MikhailBaskanov博士和DanielWatz教授。近期的一項物理雜誌G

:核和粒子物理研究中,兩位科學家計算了d星六夸克的性質,並認為它們可能成為暗物質的新候選物質。

由於玻色-愛因斯坦凝聚是一種特殊的“第五態物質”,所以六夸克是玻色-愛因斯坦凝聚的一個典型例子,當低密度的玻色子顆粒冷卻到接近絕對零度時才形成。它是由6個夸克組成,夸克通常以三夸克的形式合成質子和中子,

從而形成玻色子粒子。也就是說,多個d星體的出現將導致除質子和中子之外的其他物質生成。

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這些年來,d-star六夸克的存在只是理論上的存在,直到2011年進行的實驗(並於2014年宣佈)表明有可能發現了這種粒子

。能量水平是2380MeV,持續時間只有幾分之一秒(10的23方秒)進行探測。來自約克大學的研究團隊認為,這種情形類似於大爆炸之後的情形。

3、暗物質或許是粒子的組成

此時,他們可以大膽斷言,由於宇宙冷卻和膨脹形成了“物質的第五態”,許多d星六夸克可能已經聚集在一起。Wates教授曾說過:“暗物質在宇宙中的起源是科學介面臨的最大問題之一,但迄今為止,這一問題仍是一個空白。首次計算表明,

d-星的凝聚物可以作為暗物質的一種新的可能型別,看起來這一新的可能性值得進一步深入和詳細地研究。這一結果尤其令人振奮,因為它不需要任何新的物理概念。

他們的結果基本上表明,在大爆炸後的最初時刻,隨著宇宙逐漸冷卻,一個穩定的d星六夸克和重子物質一起形成。

而且,他們的發現表明,粒子的生成速度已經足夠佔據了宇宙質量的85%,而宇宙中最有可能存在暗物質。

研究者們現在計劃和德國和美國的科學家一起來驗證他們的理論並尋找宇宙中的d-star六夸克。在最近的研究中,他們已經發現了一些可能的天文學特徵。

另外,他們還希望在實驗室環境中製造這些亞原子粒子,看它們是否按照預期的那樣表現。這一切將成為他們下一步研究的主題。

暗物質,宇宙所包含的主要成分,它或許影響著宇宙未來的走向

結語:

雖然已經研究了幾十年,但科學家們仍然沒有找到暗物質、其組成粒子和它們的起源的直接證據,但科學家們知道暗物質之所以存在,是因為它與諸如恆星和行星等可見物質的引力作用。不過,一個來自英國約克大學的物理學家團隊

已經開發出了一個新的候選粒子,這是最近才發現的。這個叫作d星六夸克的微粒,可能在宇宙大爆炸期間形成了宇宙中的暗物質。