尋找暗物質是不撞南牆不回頭,不到黃河不死心嗎?經過數十年的研究,暗物質和暗能量仍然難以捉摸。是時候承認宇宙學被神秘被的力量所誘捕了嗎?科學家調查。2006年,做了一個實驗。在那裡,我和天文學家薇魯賓進了長談。三十六年前,她是第一個認為宇宙的一個巨大的部分缺失的現代宇宙學家之一。當時,她曾建議可能要花十年時間才能找到這件丟失的東西,現在這種東西被稱為暗物質。到1990年,兩年後,當暗物質仍然沒有被發現英國天文學家皇家馬丁說,它將在十年內出現。在1999年,暗物質並沒有出現,他沒有屈服:他宣稱自己樂觀,在五年後,他將能夠報告暗物質是什麼。
但是,當魯賓和我在華盛頓相遇時,天文學家們仍然兩手空空。更重要的是,情況變得更糟:在1997年,天文學家發現了暗能量,這是宇宙中另一個缺失的部分。現在,整個宇宙中有96%的質和能量是科學所未知的。從那以後有進展了嗎?沒有。在2018年,20年後,我們不得不承認我們對宇宙的無知我們仍然沒有發現什麼暗物質或暗能量可能。我當然為大躍進做好了準備。事實上,一些研究人員提出,我們可能會活過我們這一代人的,以太時刻。幾個世紀以來,主流科學認為光通過充滿神秘物質的空間傳播--以太。但到了二十世紀末,以太的存在被駁斥了。暗物質和暗能量是否都是同樣誘人的幻覺?宇宙的96%物質和能量是由科學所未知的物質和能量構成的。
香農玫瑰在1933年,當瑞士天文學家弗裡茨茲威基注意到,昏迷星系簇旋轉得如此之快,它應該因為向心力而分崩離析時,第一個暗面的暗示就來到了宇宙。他們可能會聚集在一起,是因為嵌入的大量粒子的引力作用並沒有通過反射光而洩露它們的存在。他稱這種假想的東西為暗物質。儘管直到二十世紀七十年代,搜索還是沒有真正得到通過。這是粒子物理學的全盛時期,所以當魯賓注意到仙女座星系中的反常現象時,物理學家們都洗耳恭聽。魯賓測量了銀河系的自轉曲線,這是它的恆星繞著銀河系中心公轉的速度圖,它們是從中心的距離繪製出來的。
魯賓注意到的問題是,離中心很遠,圖表是平坦的。正如冥王星在太空中的運動比地球慢,外星的速度應該比內星低。如果它們的速度同樣高,什麼能阻止它們飛向太空呢?當然不是銀河系可見物質的引力,這是遠遠不夠強的。魯賓說,必須有一個引力,從暗物質持有這些快速旋轉的恆星到位。這是什麼東西?物理學家已經提出了各種各樣的可能。基本的資格是,它必須有質量,但不與電磁輻射的相互作用:換句話說,它必須有一個引力拉,而不被檢測到任何其他方式。猜想包括迷你黑洞,中微子,假設粒子稱為軸子,其他的東西稱為大規模的緊湊光環對象等等。
有大量的實驗直接和間接的,尋找這樣的猜測,並沒有成功。仙女座星系外圍的恆星旋轉得太快,中心無法容納它們。為什麼他們沒有被扔進太空?香農玫瑰兩個精心設計的陷阱暗物質造成特別痛苦的失望,當他們沒有捕捉到任何東西。其中之一是在歐洲核子研究中心的大型強子對撞機,在日內瓦的歐盟粒子物理實驗室,並在廢墟中尋找暗物質候選者,粉碎緻密粒子,如質子一起。沒有找到。另一項是位於南達科他州的前霍姆斯特克金礦的大型地下氙或萊克絲試驗,希望能探測到弱相互作用的大顆粒或弱分子,這些粒子被認為在我們的星球上輕輕地降雨。
萊克絲的探測器,埋在地下深處,以避免噪音,包括一個圓筒充滿了冷卻液體氙。這個想法是,如果一個物質與氙原子碰撞,原子發出一個微小的閃光,它被一輛包圍坦克的探測器所拾取。然而,由於我們不知道這個物質會多長時間地微移一個氙原子,或者多麼困難,探測器不得不在一系列可能的能量水平上搜索。因此探測暗物質是非常困難的就目前而言,希望科學家早日突破!一起去見證神秘的暗物質的存在。