暗物質和暗等量

by 克里斯·米勒

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科學家們用不同的方法來確定星系的質量已經找到了差距，表明90％的宇宙是一個不能被視為形式的問題。一些科學家認為暗物質是在巨大的物體，比如黑洞，星系看不見，流連形式。其他科學家認為暗物質是很少與普通物質相互作用的亞原子粒子。本文是審查目前的文學。我期待在如何科學家已經確定的質量差異，他們認為暗物質是什麼，以及他們如何尋找它，和暗物質如何適合當前理論的起源和宇宙的命運。



1933年，天文學家弗里茨·茲維基研究遙遠星系的運動。茲維基估計的一組星系的總質量，測量其亮度。當他用不同的方法來計算星系群的質量，他想出了一個數字，是他原先估計的400倍（1）。這種差異的觀測和計算的群眾現在被稱為“失蹤的質量問題。”茲維基的調查結果，沒有任何人，直到1970年，當科學家們開始認識到，只有大量隱藏的質量可以解釋許多自己的意見（2）。科學家們還認識到，存在着一些看不見的質量也將支持的理論，關於宇宙的結構（3）。如今，科學家正在尋找神秘的暗物質不僅解釋星系的引力議案，但也驗證當前的理論，關於宇宙的起源和命運。

質量和重量。大眾究竟是什麼？大多數人會說，質量是你的體重。但科學家稱，質量和重量是不同的東西。質量是衡量一個物質的數量 - 有多少東西。 ，另一方面，重量是重力的影響，有這些東西。重量取決於質量 - 你有更大規模，更多的重力拉你下來，你的體重。當宇航員在太空中漂浮，我們說，宇航員失重。但宇航員仍然有一個身體，所以有質量。

捉迷藏。科學家估計，宇宙的總質量的90％到99％是丟失的問題（4）。其實，“失蹤問題”可能會產生誤導 - 這是真的缺少光（5）。科學家可以告訴大家，暗物質是存在的，但他們無法看到它。 H. Margon，在華盛頓大學天文系的主席，布魯斯告訴“紐約時報”承認，我們無法找到90％的宇宙“（6）這是一個相當尷尬的局面。這個問題，科學家們爭先恐後地嘗試和發現地方和這個暗物質是什麼。 “它是什麼，是任何機構的猜測，補充說：”博士Margon。 確定星系的質量

我們如何衡量宇宙的質量呢？由於宇宙的邊界（如果有）是未知的，宇宙的實際質量也是個未知數。但是，科學家們談論宇宙中的百分比，而不是實數缺少質量。由於大多數的問題，我們可以看到成群成星系一起，所有的星系的總質量，宇宙的質量應該是一個很好的跡象。雖然這是不可能的添加了一個無限的星係數量，科學家們可以推斷出宇宙的失蹤質量的百分比，估計缺少大規模的星系和星系團（7）。因為科學家（如弗里茨茲維基）的使用不同的技術來確定星系的群眾，他們能夠感知的質量，他們無法看到。

多普勒頻移。科學家們使用的工具來探測星系的運動之一是多普勒頻移。很像海洋（7）表面上的波浪聲旅行時，他注意到，被發現在1800年由基督教多普勒多普勒頻移。多普勒還注意到，當聲源移動，聲音的音調不同的是，這取決於源是否正在走向或遠離觀察者。舉個例子來說，在火車上的號角。飛馳的火車時，你的號角聲，變為較低的音調。這是多普勒頻移。列車接近時，聲波得到擠到了一起火車的議案。隨着列車速度消失，聲波被拉長了。




多普勒頻移也輕。當光源向你移動，光線變得更藍（稱為藍移）。當光源正在遠離你，光線變得更紅（稱為紅移）。和更快的東西，越遠光被轉移。但光的多普勒頻移是非常微妙的，不能用肉眼檢測。科學家們使用的設備，稱為光譜測量多普勒頻移，並確定如何快速的恆星和星系正（7）。

旋轉速度。科學家利用多普勒頻移的力量，可以學到很多關於星系的運動。他們知道，星系旋轉，因為邊查看時，從一個側面星系的光線是藍移，從另一個側面的光線紅移。正朝着地球的一側移動，另一種是搬走。他們還可以在該星系旋轉多遠光轉向（7）確定速度。了解星系的旋轉速度有多快，他們就可以計算出銀河系的質量數學。
科學家們在銀河系旋轉的速度接近，他們發現一些奇怪的事情。一個星系中的個別明星應該像我們的太陽系中的行星 - 遠離中心的，他們應該移動速度較慢。但是，多普勒頻移發現，在許多星系的星星不慢在更遠的距離。和最重要的是，星星移動的速度，除了撕裂星系;沒有足夠的測量質量，提供舉行星系（7）所需的重力。
這些高轉速表明，銀河系中含有較多的質量比計算。科學家推斷，銀河系的星系是由一個看不見的物質的光環包圍，如果能保持在如此高轉速的穩定。

看到光明。另一種方法，天文學家用它來確定一個星系的質量（或星系團），只是為了看看有多少光。科學家們可以通過測量到達地球的光線量，估計在銀河系中的星星的數目。知道在銀河系中恆星的數量，科學家們就可以數學確定星系的質量（1）。
弗里茨·茲維基同時使用這裡描述的方法，以確定昏迷超過半個世紀前的星系集群的質量。當他相比，他的數據，他敗露失蹤的質量問題。建議的光環高轉速加強茲維基的調查結果。數據表明，我們稱之為宇宙的不到10％的形式，我們可以看到，（8）。現在，科學家們正在努力尋找難以捉摸的暗物質 - 其他90％的宇宙。


暗物質

什麼科學家尋找，當他們尋找暗物質？我們不能看到或觸摸它：它的存在是隱含的。從微小的亞原子粒子的重量與群眾數百萬次的太陽（9）10萬次，比電子少黑洞暗物質範圍的可能性。兩個大類，科學家認為暗物質可能的候選人已經被稱為馬喬（大量的小型天體物理學暈對象），懦夫（弱相互作用大質量粒子）。雖然這些縮略詞是有趣的，他們可以幫助你記住哪個是哪個。馬喬是大的，強大的暗物質對象大小不等的小星星超大質量黑洞（1）。馬喬是由“普通”的問題，這被稱為重子物質。懦夫，另一方面，是弱的小亞原子的暗物質候選人，被認為是比普通的事，被稱為非重子物質，其他的東西。天文學家搜索馬喬和粒子物理學家尋找懦夫。
天文學家和粒子物理學家的反對，他們認為暗物質是什麼。沃爾特·斯托克韋爾，在加州大學的粒子天體物理中心的暗物質隊大學伯克利分校，介紹了這種差異。 “我們發現什麼是暗物質的性質將有很大的影響粒子物理學和天文學上的爭議開始，當人們提出這個問題可能是什麼理論 - 之間的第一次分裂是普通的重子物質和非重子物質“（10）。由於馬喬太遠懦夫太小看出，天文學家和粒子物理學家設計的方式試圖來推斷它們的存在。


馬喬

大質量緻密暈對象是不發光的物體，使星系周圍的光環。馬喬被認為是主要的褐矮星和黑洞（2）。像許多的天體，它們的存在已經由理論的長期預測之前，有任何證據。描述（7）恆星形成的理論預測的褐矮星的存在。阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論（11）黑洞進行了預測。

褐矮星。褐矮星的氫 - 我們的太陽相同，但它們通常要小得多。像我們的太陽的形式，根據自身重力和巨大壓力的氫倒塌群眾發起核反應時，發光和能源之星。褐矮星是正常的恆星不同。由於其相對較低的質量，褐矮星沒有足夠的引力，點燃時，它們形成（7）。因此，褐矮星是不是一個“真正的”明星;重力一起舉行的，它是一個氫氣的積累。褐矮星放出一定的熱量和少量的光（7）。

黑洞。與褐矮星，黑洞，有一個問題多如牛毛。進入一個相對較小的地區根據自身的巨大引力的“坍塌”的所有問題。黑洞是如此密集，任何過於接近它，即使是光的，無法逃脫它的引力場（11）拉。在安全距離的恆星將繞在黑洞周圍，就像行星圍繞太陽（7）的議案。黑洞發出的光，他們是真正的黑色。


檢測馬喬

天文學家們正面臨着不少挑戰與檢測馬喬。他們必須檢測，對天文距離，很少或沒有光的東西，讓。但任務變得更加容易，天文學家創造更精緻的望遠鏡和馬喬檢測技術。

與哈勃望遠鏡搜索。與修理哈勃太空望遠鏡，天文學家可以檢測出在我們自己和附近的星系暈的褐矮星。哈勃太空望遠鏡所產生的圖像，但是，沒有發現褐矮星，天文學家希望能找到大量。 “我們預計[哈勃圖像]將覆蓋淡淡的，紅的明星牆牆”報道，弗朗切斯科Paresce高等教育紀事約翰斯·霍普金斯大學太空望遠鏡科學研究所（5）。研究結果是令人失望的 - 哈勃的研究估計，褐矮星構成星系暈的問題，只有6％（12）為基礎計算。

引力透鏡。天文學家使用了一種稱為引力透鏡在尋找暗物質暈對象。引力透鏡一顆褐矮星或黑洞的光源，如恆星或星系，地球上的觀察者之間傳遞時發生。對象集中的光線，造成光源照亮（13）。天文學家們努力尋找的告密者的增白，指出存在男子氣概的夜空照片。
不會一個強壯男子擋光嗎？如何才能像一個鏡頭暗物質的行為呢？答案是重力。愛因斯坦在1919年證明了引力彎曲光線（13）。他預測說，這是一個明星，背後的太陽的位置，可見日全食期間。愛因斯坦是正確的 - 太陽引力彎曲的光線從恆星和它在太陽旁邊出現。




天文學家不僅可以檢測馬喬與引力透鏡技術，但它們也可以計算確定距離和時間的鏡頭效果（13），男子氣概的質量。雖然引力透鏡以來一直稱為愛因斯坦的示範，天文學家們才開始使用的技術在過去的兩年或三年為馬喬。
引力透鏡的項目包括的男子氣項目（美國和澳大利亞），EROS的項目（法國），和Ogle的項目（美國和波蘭）。從這些項目的初步數據表明，與人民群眾之間，木星和太陽（9）鏡頭的對象的存在。

盤旋的明星。另一種方法來檢測一個黑洞注意到，它在它周圍的物體的引力作用。當天文學家看到恆星周圍的東西盤旋，但不能看到的東西是什麼，他們懷疑是一個黑洞。和觀察盤旋對象，天文學家可以得出結論，實際上，黑洞確實存在。
在1995年1月，美國和日本科學家組成的團隊，宣布在美國天文學會會議上（14）一個巨大的黑洞存在的“令人信服的證據”。由的誠Miyosi博士的水澤天文台天文地球動力學和詹姆斯·莫蘭博士，哈佛 - 史密森天體物理中心的帶領下，本組計算盤旋確定黑洞的質量恆星的多普勒頻移的旋轉速度。這個黑洞有一個質量相當於我們的太陽的36億美元（15）。儘管這一結果和其他類似的是令人鼓舞的，大男子主義的研究人員都沒有開啟足夠的褐矮星和黑洞的帳戶缺少的質量。因此，大多數科學家承認，暗物質是一個重子馬喬和非重子懦夫的組合。


懦夫

在努力尋找失蹤的90％的宇宙粒子物理學家的理論存在着微小的非重子的粒子，是從我們所說的“普通”的問題不同。小於原子，被認為是弱互動重粒子有質量，但通常是與重子物質的引力相互作用 - 他們穿過普通物質。由於每個窩囊廢只有少量質量，需要有一個大數目，以彌補缺少的物質的散裝。這意味着，數百萬的懦夫通過普通物質的傳遞 - 地球，你和我 - 每幾秒鐘（8）。雖然有些人聲稱，懦夫，提出不僅是因為他們提供失蹤問題的問題“速戰速決”，大多數物理學家認為是懦夫不存在（4）。據沃爾特·斯托克韋爾，天文學家也承認，至少有一些失蹤的事，必須是懦夫。 “我覺得自己會告訴你，他們不能說馬喬彌補暗物質”（10）的大男子主義團體。懦夫搜索的問題是，他們很少互動與普通的事，這使得他們很難察覺。

檢測懦夫。希望所有的證明懦夫存在上休息，有時，一個懦夫會與普通物質相互作用的理論。懦夫，因為可以通過普通物質，可以採取一種罕見的WIMP的交互發生在一個堅實的對象。檢測一個懦夫的訣竅是見證這些相互作用之一。粒子天體物理中心的博士，陳智思Sadoulet和沃爾特·斯托克韋爾希望能夠做到這一點。其項目涉及大晶體冷卻到幾乎絕對零度，這限制了它的原子的運動。 WIMP的交互與晶體中的原子產生的能量，然後將其熱（8）文書上註冊。因為他們的研究仍在進行中，有沒有結果。
在南極類似的WIMP的檢測項目正在進行中。 ，阿曼達項目（南極μ介子和中微子探測器陣列）是芝加哥大學，普林斯頓大學的合作，和AT＆T，這是由國家科學基金會的部分資助。 AMANDA的科學家將在南極冰層深處的檢測儀器。像伯克利分校的團隊，而不是使用一個晶體，阿曼達組作為WIMP粒子探測器（16）南極冰蓋本身。


暗物質和宇宙

尋找暗物質是比解釋不符，在銀河系的質量計算。缺少的物質問題都有人質疑有關宇宙是如何形成的，目前的理論的有效性，以及如何將最終結束。

宇宙大爆炸。在1950年中期的新的理論，宇宙是如何形成的出現。宇宙大爆炸理論認為，宇宙大爆炸開始。理論從多普勒演變的轉移星系的觀測（17）。看來，無論哪個方向天文學家指出他們的望遠鏡，從星系中心的光線紅移。 （旋轉速度造成的多普勒頻移只能被發現在星系的兩側。）觀測紅移星系在每一個方向，意味着一個膨脹的宇宙在各個方向擴張。
宇宙大爆炸理論是目前我們的宇宙起源說，所有存在的問題是，在同一時間，壓縮成一個單一的點模型。宇宙大爆炸，所有的物質均勻分布在各個方向。然後事情開始聚集在一起，通過重力吸引，形成我們今天所看到的恆星和星系。由大爆炸產生的膨脹是大到足以克服重力。我們仍然可以看到該部隊的影響，當我們看到紅移星系。

結塊。宇宙大爆炸理論的問題之一是其未能解釋如何能形成恆星和星系在一個年輕的宇宙被均勻地分布在各個方向。開始結塊？平穩的宇宙中，每個粒子上的所有其他粒子有相同的引力作用，宇宙將保持不變（6）。但是，提供了最初的重力讓星系形成。物理學家建議為解決暗物質懦夫。因為只有懦夫重子物質的引力影響，物理學家說這可能是暗物質星系的形成（6）的“種子”。 “我們並沒有完全成功的星系形成模型，”沃爾特·斯托克韋爾說，“但迄今最成功的車型似乎需要大量的非重子暗物質”（10）。

封閉，開放和持平。預測宇宙的未來（17）目前有三種情景。如果宇宙是封閉的，引力將趕上膨脹和宇宙最終將被拖入單點。該模型表明大爆炸和無盡的一系列“大腹”。一個開放的宇宙中，有超過重力爆炸 - 它會不斷擴大永遠。和平坦的宇宙有完全足夠的重力停止從宇宙膨脹的質量，但沒有足夠的拉英寸平面宇宙本身據說有1的臨界密度。
宇宙的膨脹是否有做失蹤腫塊？更大規模，更多的重力。無論宇宙是封閉的，開放，或平坦，取決於有多少質量。這是暗物質的圖片。如果沒有暗物質，臨界密度介於0.1和0.01之間，與我們生活在一個開放的宇宙。如果有一大堆的暗物質，我們可以生活在一個封閉的宇宙。只是適量的暗物質，我們生活在一個平面的宇宙。暗物質存在的數量決定宇宙的命運。

許多理論。科學家們的理論來回折騰。一些持懷疑態度的懦夫;粒子物理學家說，馬喬絕不會占到90％的宇宙。有些人，像H.C. ARP，G.勃貝奇，樓霍伊爾，合資Narlikan聲稱，像暗物質問題的差異，敗壞了宇宙大爆炸理論。在自然界中，他們宣稱，“我們不相信這是可能的盈利，以推進科學理論推測之間的差距變得太寬，因為我們覺得它有在過去二十年......。一定時間來打開大門不尋求關閉他們將像'標準'和'成熟'的話，他們繼續不履行義務的判斷理論，是不足“（18）。也有人說，有沒有丟失的質量。在他的書，什麼事項：無膨脹的宇宙沒有大爆炸，巨浪萊利聲稱，該星系的紅移是光變成物質，因為它的年齡，而不是宇宙膨脹（19）的影響。
但像沃爾特·斯托克韋爾的大多數科學家在宇宙大爆炸有信心。 “理論家會想出各種這樣或那樣的原因，可以或不可以是每隔一年改變他們的想法，”他說。 “我們實驗者將與我們的實驗提前跋涉。宇宙大爆炸理論，活得比任何這種東西。工作的總體框架很好地解釋宇宙是如何今日”（10）。
現在缺少的質量問題正在威脅着人類在宇宙中的再次發生。如果非重子暗物質確實存在，那麼我們的世界和它的人民將被刪除，甚至更遠的中心。博士Sadoulet告訴紐約時報“，”這將是最終的哥白尼革命。我們不僅是因為我們知道它在宇宙的中心，但我們甚至不相同的東西，作為最宇宙，我們只是這個小的過剩，是微不足道的現象，宇宙是完全不同的“（20）。
暗物質發現可能會影響我們認為我們在宇宙中的位置。如果科學家證明，非重子物質的存在，這將意味着，我們的世界和它的人民的東西，其中包括物理宇宙的極小部分。然而，這種性質的一個發現，可能不會影響我們的生活一天到一天的過程。 “我很難想象的事實，宇宙是不是重子等困擾的人有多少人甚至不知道什麼重子的手段？”沃爾特·斯托克韋爾意見，“宇宙的大部分是比人類的東西。如果他們的理念已經接受人類並非宇宙的中心，然後說質子和中子是不是宇宙的中心似乎並不像許多給我的舒展“（10）。暗物質發現將給予我們的唯一可能是一些觀點。


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