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寒冷暗物质速度极限被算出 或成今后诺奖大热门

http://www.kexue.com 2013-10-09 09:35:35 凤凰科技  发表评论


“暗物质”或成继“上帝粒子”后的又一个诺贝尔物理学奖大热门

  如果暗物质粒子从未形成现在这样的团块,那么它们将在太空里缓慢的移动,速度不超过54米每秒。这项发现是“寒冷暗物质”特征的少数已知值之一,暗物质被认为是宇宙里最常见的物质类型。

  基于恒星和星系的运动,我们知道宇宙充满了各种我们看不见的物质。天文学家计算称这种不可见的暗物质组成了宇宙物质的80%,现在大部分暗物质都聚成一团形成环绕星系的巨大光环。

  尽管我们能够看见暗物质的引力效应,但它们并不会与正常物质发生相互作用,因此我们对它的特性的了解非常有限。目前最好的理论认为大多数暗物质应该是“寒冷的”,这意味着它是由移动速度低于光速的粒子组成。

  据称,随着早期宇宙热汤逐渐冷却,自由游离的暗物质粒子相互合并,它们的引力开始拖拽气体尘埃形成第一批恒星和星系。暗物质粒子移动的速度影响了它们形成团块的难易程度,而速度较快的物质将无法形成我们今天观测到的大规模结构。

  现在,美国纽约锡拉丘兹大学的克里斯蒂安·阿门德里兹-皮肯(Cristian Armendáriz-Picón)和贾亚斯·尼拉卡塔(Jayanth Neelakanta)首次计算出未成团块的暗物质粒子需要多快的速度才能以实现在宇宙里随机飘荡。研究小组研究了宇宙历史不同时期物质是如何分布的。对宇宙最早产生的光的光谱分析以及星系团的调查,研究人员分别测定了较小规模和较大规模里物质的分步。他们计算出早期宇宙里暗物质的移动速度至少需要多快才能创造出现在可观察到的大规模结构,然后推测如果这些粒子没有合并成块,它们现在移动的速度应该是多快。

  最新计算出来的数字应该反映了大多数寒冷暗物质理论所预测的情景,美国伊利诺伊州巴达维亚费米国立加速器实验室的史考特·都德尔迅(Scott Dodelson)这样说道,他并没有参与这项研究。当然,获得量化的值非常有用,“不言而喻,我们对暗物质的理解实在是太少了,因此获得的任何信息都将非常重要。”

  未来的研究将利用这些速度来测试组成寒冷暗物质的粒子模型,后者将有助于我们更好的确定这些难以捉摸的物质。

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