暗物质和暗能量 物理学天空这两朵乌云何时才气消散

　　“像20世纪月朔样，纳米氮化硼，21世纪初的物理学天空也存在两朵乌云，它们是暗物质和暗能量。”克日，中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所原所长陈和生在2019年国际暗物质日北京地域勾当上如此感应。
　　呈现与引力理论纷歧致现象
　　1687年，牛顿在《自然哲学的数学道理》中提出了物质间的万有引力定律。200多年后，爱因斯坦于1916年颁发了广义相对论，把牛顿的引力理论推广到合用高速举动的物体。牛顿和爱因斯坦的引力理论一直被人们奉为圭臬。
　　“然而，上世纪20年月起，越来越多的天文视察表白，在星系到宇宙的标准存在一些与牛顿和爱因斯坦的引力理论纷歧致的现象。”陈和生说道。
　　天文学家视察发明，旋涡星系的旋转曲线并没有按引力理论预言的那样，在星系的发光区域以外迅速下降，而是平缓地延伸。在银河系所有的星球都绕银心动弹，按照牛顿的万有引力，太阳动弹的速度和银河系的质量以及太阳离银心的间隔直接相关，可以推出太阳的动弹速度为每秒170千米，可是实际丈量的功效却是每秒220千米—250千米。
　　毕竟是什么致使引力理论失灵了呢？宇宙中还存在我们不知道的神秘魅影？
　　对宇宙中95%物质一无所知
　　为了表明这种现象，科学家揣度旋涡星系里肯定有我们看不见的暗物质。尚有许多其他的天文视察证据也表白有暗物质存在。宇宙微波配景辐射视察尝试的功效给出了暗物质在宇宙物质总量的比例。在宇宙中，普通物质只占4.9%，暗物质占到26.8%，暗能量占到68.3%。
　　“这个功效是相当惊人的。粒子物理的根基理论‘尺度模子’正确地表明白险些所有的尝试现象，20世纪60年月以来，与之相关的研究得到了18次诺贝尔物理学奖。但这个乐成的理论只能表明宇宙中不到5%的物质，而对剩下的95%一无所知，我们成了井底之蛙。”陈和生说。
　　那么，我们一无所知的暗物质到底是什么？物理学家还不知道。他们揣摩，暗物质是一种具有弱彼此浸染的重粒子，它比氢原子要重几百倍甚至几千倍。
　　对付这种既看不见也摸不着的暗物质，科学家们正在尽力寻找它们。“暗物质寻找是近三十年国际粒子物理尝试的热点之一，主要通过三类尝试来寻找暗物质粒子。”陈和生汇报记者。
　　三类尝试正在搜寻暗物质粒子
　　第一种类尝试是在超高能对撞机上发生暗物质候选粒子，在欧洲的大型强子对撞机上有许多科学家从事这样的事情，个中包罗许多来自中国科研院所和高校的科学家。
　　“‘对撞’只是一种寻找暗物质的要领，科学家还在‘上天’‘入地’寻找暗物质。所谓‘上天’，就是在外层空间间接探测暗物质，暗物质粒子大概会湮灭，发生普通物质对，如正负电子对。可以通过丈量宇宙线正电子来寻找暗物质，好比华人诺奖得到者丁肇中先生率领的阿尔法磁谱仪尝试；也可以通过丈量宇宙线电子加正电子来寻找暗物质，好比我国的‘悟空’卫星尝试。”陈和生说道。
　　而“入地”寻找暗物质，则是通过深地尝试直接探测暗物质粒子。暗物质粒子大概与普通物质产生概率极微小的碰撞，并把本来静止的原子撞得“飞起来”。撞“飞起来”的原子就可以被调查到了，这就是直接探测。陈和生把这种探测要领比作“守株待兔”，暗物质粒子是兔子，普通物质的原子就是株。
　　实际上，即便这三类尝试之一发明白暗物质的候选粒子，确认它就是宇宙中的暗物质也是一项极为难题的任务。陈和生强调，三种尝试或至少两种， 纳米二氧化锰，必需彼此验证，才气确认这种粒子的存在，这需要理论和尝试物理学家以及天文学家密合适作，配合尽力。