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關於暗物質和暗能量的研究由來已久,自19世紀末期20世紀初期“暗體”的概念提出至今,作為可能佔宇宙絕大部分質量的存在,我們又是如何對它們進行探測的呢?
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  • 1 # 我乃天空

    所謂的宇宙暗物質與暗能量,既不能以有限的視力見證,更不可能以所謂科學裝置的認識手段捕捉。如何可以探測?!只要冥冥中的宇宙靈魂不想讓人類探測,人類永遠都不可能以人類所擁有的任何手段一探究竟!只有靈魂決定的造化安排,讓人類的生命程度發生質的改變,人類才有可能以自身具備的能力真正直觀的知道,所謂科學名義的宇宙暗物質與暗能量。否則,以今天人類低能的認識程度,既便開發更多的輔助手段,也休想一窺宇宙中所謂的暗物質與暗能量!因為,這個所謂科學賦予名義的暗物質與暗能量,就是宇宙靈魂生命之體的本質與靈魂造化運化主宰宇宙萬物的能效!

  • 2 # 墨核子

    如何探測宇宙暗物質和暗能量?這個問題是個認知問題,其實暗物質和暗能量無時不有,無處不在。正與反,明與暗這只是人類自我強性的分類。正與反,明與暗只是一個相對性的東西,世上沒有絕對的正與反,明與暗,一切都是相互比較得出的判斷。端正了認識,你就隨處可發現所謂的正反物質,或正負能量,即所謂的明暗物質和明暗能量。

    比喻物質的正負電荷性。我們可把帶正價的金屬原子物質稱負物質,帶負價的氣體物質原子稱為正物質,把光線,射線和一切能量粒子稱正能量體,或正能量。一切實體物質屬相對的負物質,或負能量體。實體物質易吸收能量具陰性,即屬於相對的暗物質。微粒能量體易釋放能量具陽性,屬於正能量物質。

    中華文化中說:萬物負陰而抱陽。一陰一陽謂之道。孤陰不長,純陽不發。自然中沒有孤立單獨存在的純明暗物質和能量,它們會隨時結合並相互變化。

    比喻氫與氧元素相對於金屬元素,氫氧等氣體原子和金屬原子參與化合反應時,氣體原子帶負價,這是因為氣體原子在原子核與核外電子在結構中,原子核與核電子運動的活潑性來說的。氣體原子相對金屬原子在電子繞原子核活動範圍更大,結構更鬆散,所以當金屬原子與氣體原子參與化合反應時,金屬原子的核外的電子易逃逸到氣體原子的核外電子層裡,因此氣體原子核獲得金屬原子的核外電子變成帶負電荷的氣體物質原子的離子,金屬原子核失去核外電子變成帶正電荷的金屬離子,正負離子再結合成新的穩定結構的分子。

    自由運動的電子攜帶能量,而一切放熱反應現象就是電子逃逸攜帶的能量發散形成的。而一切吸熱反應是分子化合捕獲電子的現象造成的。原子核質量越大,原子包含的電子總數越多,原子包含的能量也越大。所以象地球上原子質量越大的元素物質在裂變時爆炸釋放的能量越大。

    相對來講原子結構或物質結構越緻密的原子或分子,在同一體積內包含的質量越大,同時電子的總數也越多,裂變分解時釋放的能量越大。相對於原子來說,質子和中子結構更緊密,因此在裂變中,中子彈比原子彈爆炸時釋放的能量更大。因此講暗物質與暗能量這個概念只能相對的講,沒有絕對的暗物質和暗能量,一切都是相對的。

    至於如何去探測暗物質和暗能量,前面粗略從物質微觀上已講了點。相對於地球來說,外能量場越弱的區域,暗物質和暗能量越多。比喻太陽系最外圍區域,或整個銀河系的最外圍區域,那裡的暗物質和暗能量更多。

  • 3 # 深空電報

    宇宙暗物質與暗能量是至今依然沒有解決的兩大謎團,暗物質是看不見的,不僅是可見光看不見,其他波段的探測技術也無法找到暗物質。那麼暗物質是如何被推測存在,並且被觀測證實?因為暗物質有個特點,不與電子發生干擾,但可以透過引力場被動探測到。科學家在對矮橢球星系旋轉速度進行觀測時發現,如果僅僅依靠可見的星系物質,那麼矮橢球星系周圍的恆星系統肯定會分裂,必然有一種新的力量起到控制作用。於是科學家推測,在星系周圍存在大量的暗物質群,其引力效應可以拖拽住星系,維持一個合理的自轉速度。根據引力透鏡觀測結果、膨脹宇宙學理論的說法,暗物質的密度非常小,但總質量很大。

    而暗能量是一種假設中的能量,我們利用現在技術是無法觀測到暗能量。這與暗物質不同,暗物質可以被間接預測到,但暗能量不行。而且宇宙中近7成的質能都被暗能量所控制,剩下的都是暗物質和可見的物質。有趣的是,可見的物質在宇宙總質能中還不到5%,剩下的就是暗能量。

    目前對暗物質的研究更多一些,因為我們可以預測暗物質在哪兒存在,但暗能量就不行。暗能量可主導宇宙的未來,暗物質卻沒有這樣的能力。暗物質和暗能量之謎目前都沒有得到揭開,尤其是暗能量,都無法觀測那麼還如何研究,因此關於暗能量的研究較少,提出的說法也都是理論上。

  • 4 # 這暱稱沒人用

    暗物質探測方式主要分為3類。

    第一類:在加速器上透過兩束高能粒子對撞將暗物質粒子“創造”出來,如歐洲核子中心的大型強子對撞機。

    第二類:在地下進行的直接探測,各國有不少這樣的實驗專案,其中我國四川錦屏地下實驗室是目前世界上最深的研究暗物質實驗室。

    第三類:在太空進行間接探測。

    順便說下我國目前對暗物質和暗能量探索的重大進展。

    中國在2015年12月17日由長征二號丁運載火箭發射升空,將中國首顆暗物質探測衛星“悟空”送上500公里預定軌道。暗物質粒子探測衛星(DArk Matter Particle Explorer)簡稱DAMPE,悟空是它的暱稱,這一暱稱有兩層含義:一是領悟探索太空之意;二是與中國古典神話中孫悟空同名,藉助悟空的“火眼金睛”來觀測宇宙。

    中國天眼”於2016年9月25日落成啟用。天眼採用中國科學家獨創的設計和貴州南部的獨特地形條件,面積約為30個標準足球場大小,擁有完全自主智慧財產權。作為世界最大的單口徑望遠鏡,FAST將在未來20~30年保持世界一流裝置的地位。FAST將承擔眾多科學觀測,如暗物質、暗能量、黑洞甚至搜尋可能的星外文明。其中,在FAST上進行的“天籟計劃”,就是由中國科學家自主制定的探測暗能量的大型科學計劃。

  • 5 # 張雙南

    目前探測或者尋找暗物質的辦法共有三種。

    一種是沿用我們發現了絕大多數基本粒子的方法,就是在高能粒子對撞機裡面產生出暗物質粒子。假如兩個能量很高的粒子在對撞過程中產生了一個暗物質粒子,由於它必須很穩定,所以不會立刻衰變。它也不會參與強相互作用和電磁相互作用,即使它參與弱相互作用,也不會在對撞機的探測器裡面留下絲足馬跡,所以如果把對撞中產生的其他所有粒子都探測到,就會發現總的能量和動量與原來的兩個高能粒子的能量和動量對不上,根據能量和動量守恆就推測產生了一個暗物質粒子。利用這種辦法可以排除掉一些暗物質粒子的質量的可能範圍,但是目前還沒有探測到暗物質。

    第二種是探測暗物質粒子和實驗室物質的直接作用。由於暗物質粒子在宇宙中到處都有,當然在地球附近也很多。但是由於它們頂多只能參與弱相互作用,所以它們一般情況下就是從地球直接穿過去,不過偶爾還是會和我們實驗室物質的原子核發生碰撞,這樣原子核就會獲得一點點微弱的能量,探測這個能量就可能探測到暗物質粒子。由於這種事件發生的機率很低,一方面需要非常靈敏的探測器,另外也需要儘可能多地排除來自其它各種效應的干擾,所以需要在地下很深的實驗室進行。我國的錦屏地下實驗室就是國際上比較先進的一個探測暗物質的實驗室。然而,國內外的多個地下實驗到目前都還有找到暗物質粒子的確鑿訊號。

    第三種就是觀測宇宙中暗物質粒子所產生的引力以外的訊號。如果暗物質粒子不是絕對穩定的,那麼它們就會衰變。暗物質粒子也應該有反粒子,正反暗物質粒子相遇就會發生湮滅,和正常的正反物質粒子的湮滅類似。暗物質粒子的衰變和湮滅過程中就會產生一些我們能夠探測到的粒子,比如伽馬射線、正負電子對等等。比如丁肇中教授領導的國際空間站上的AMS02實驗就是試圖透過探測的正負電子的高能譜探測暗物質粒子,目前找到了一些跡象,但是還不能確定是否來自於暗物質。我國發射的“悟空”暗物質粒子衛星的主要任務之一就是想透過精確測量更高能量的宇宙線電子能譜和伽馬射線能譜探測暗物質,目前還沒有釋出其探測結果。我本人領導的一箇中國空間站“宇宙高能輻射探測”大型實驗的主要目標之一也是尋找暗物質粒子。

    總的來說,科學家們想盡了各種辦法探測暗物質,但是目前還沒有成功。

    探測或者研究暗能量實際上也有三種基本途徑。種是分析不同的暗能量理論對於宇宙中的各種天體或者結構的形成的影響,然後對這些天體或者結構進行精確的觀測,看看哪個理論描述的最好。第二種是分析不同的暗能量理論對於宇宙整體的演化和膨脹的影響,然後精確地觀測宇宙的演化和膨脹,也是看看哪個理論描述的最好。第三種是分析暗能量在地球實驗室中的各種可能效應,設法在實驗室中開展研究。

    但是遺憾的是,前兩種研究雖然排除了一些理論模型,但是還不能唯一地確定暗能量模型,而且愛因斯坦的宇宙學常數的假設似乎和觀測結果符合的依然很好,儘管我們不知道宇宙學常數背後的物理是什麼。最後一種研究並沒有在實驗室中探測到暗能量。

    因此,我們目前仍然不知道暗能量到底是什麼。

    宣告:由於太忙,我沒有時間讀我回答後面的評論和發給我的私信,當然也無法回答評論裡面提出的問題和回覆私信。如果您希望我回答您的問題,請在悟空問答提出,然後邀請我回答,我會在方便的時候挑一些問題回答。

  • 6 # 造就

    如果我們知道暗物質的形狀、大小和行為特徵,我們就能揭開星系形成的秘密,甚至可以瞭解宇宙是如何演變的。

    為了尋找暗物質,來自內華達大學雷諾分校(簡稱UNR)的一組研究人員對長達16年的衛星資料進行了篩查。

    尋找暗物質

    在整個宇宙的物質組成中,85%為暗物質。但儘管有大量天體物理學證據指向它的存在,然而迄今為止探測暗物質仍然是不可能的,這意味著我們對它知之甚少。

    現在,來自UNR的兩位教授已經極大地縮小了搜尋暗物質的範圍。

    關於暗物質的存在形式已經有多種假說,但由安德烈·德雷維安科(Andrei Derevianko)和傑夫·布盧伊特(Geoff Blewitt)組成的UNR團隊認為,暗物質源於量子場,並可以形成宏觀物體。他們提出,暗物質會聚整合泡沫或牆壁的形狀,其範圍可超越太陽系。為此,他們決定尋找這樣的物體跟地球執行軌道交叉的證據。

    UNR團隊的想法是,聚焦於可能引起自然基本常數變化(例如夸克質量、電子和電荷)的超輕暗物質場。自然常數的這種變化可能會改變原子的能級,而該團隊打算透過監測原子頻率來加以測量。GPS衛星要依靠原子鐘提供的精確定時訊號來執行,所以它們跟這項研究簡直是天作之合。

    這個原子鐘是為上世紀70年代末的首批GPS衛星製造的。

    “這就像一堵牆穿過一個由時鐘組成的網路,導致一波原子鐘故障以銀河速度傳遍GPS系統,”德雷維安科在接受內華達大學校內媒體Nevada Today採訪時表示,“這裡的想法是,當暗物質團塊跟我們發生交叉時,它會牽拉粒子質量以及粒子之間的作用力。請注意,這種牽力是非常微弱的,否則我們會有所察覺。然而,像原子鐘那樣超級靈敏的裝置,可能會對這種牽力產生反應。”

    在科學家提出的假說中,暗物質暈是圍繞在星系盤周圍以及延伸到可見星系邊緣以外的星系組成部分。如果銀河系擁有一個暗物質暈,那麼地球會以每秒300公里(約為光速的千分之一)的速度穿過它。為了探測暗物質,這支科學家團隊致力於尋找可能在地球及其衛星穿過銀河系暗物質暈時出現的原子鐘故障。

    他們對長達16年的資料進行了篩查,這些資料來自方圓5萬公里的GPS網路中的32顆衛星以及每隔30秒更新一次的地面GPS裝置。

    為了處理這些資料,UNR團隊呼叫了全球各地的資源,其中包括美國宇航局的噴氣推進實驗室(JPL)。德雷維安科向Nevada Today分享了該團隊的研究成果:“透過挖掘這些檔案資料,我們並未在目前的敏感度水平上發現超輕暗物質疇壁的證據。”

    縮小範圍

    如果我們知道暗物質的形狀、大小和行為特徵,我們就能揭開星系形成的秘密,甚至可以瞭解宇宙是如何演變的。這樣看來,UNR團隊的結論似乎不能叫人滿意。

    然而,探測暗物質的研究不僅僅是為了得出個別結論,更是在於幫助推進接下來的研究。正如德雷維安科指出的,UNR團隊的研究消除了此類暗物質模型的諸多可能性。

    此外,研究人員的路線可能是正確的,只不過用來探測暗物質的裝置還不夠靈敏。

    “雖然我們在查看了16年的資料之後沒有發現明確的證據,但那可能是因為相互作用更弱一些,或者是(暗物質)拓撲缺陷跟地球執行軌道交叉的頻率更低,”本傑明·羅伯茨(Benjamin Roberts)告訴Nevada Today,他是UNR團隊發表在《自然-通訊》(Nature Communications)雜誌上的論文第一作者,“一些標記表明,它可能是一種更小的拓撲缺陷。”

    任何關於暗物質的新研究都是有價值的,即便其結論只是告訴我們不要到哪裡去尋找。德雷維安科對這一觀點深以為然,他說:“我們距離發現如何探測暗物質以及最終準確定義它是什麼和它是什麼樣的粒子又近了一步。”

    翻譯:何無魚

  • 7 # 東方易達安成

    這個問題,問得好!全世界的頂級科學家,都想知道和探明“宇宙暗物質和暗能量的性質和規律”!下面我就談談我的觀點與大家共商共享:

    目前,對暗物質和暗能量的探索和研究,已經成為全球科學界,各國科學家的“熱點和難點”!各國政府也“投出巨資”,爭光強佔“宇宙基礎科學,前沿.理論研究的至高點”! 從全世界各國公開的資料來看,全球各個國家,對於“暗物質的效能和規律”,還是知道得太少了! 西方基礎科學,近百年來,在量子力學和相對論的引領下,對明宇宙物質世界的探索和研究,取得了豐碩的成果! 但是,對於“暗物質和暗能量”的研究,卻是無能為力! 大科學家霍金,六次訪華,感受最深刻的是“老子的無中生有”!十分感慨他說:西方現在的科學觀,還趕不上,東方古代的老子觀! 今日相見,你我有緣! 感謝平臺,交流隨便! 反暗物質在深層, 匿密特性難測定! 西方奮鬥近百年, 性質規律說不清! 霍金訪華大發現, 老子易經早表明! 宇宙萬物有根源, 明物來源暗物中! 暗物再分有兩層, 儀器絕對看不清! 西方研究已迷路, 東方緊跟難前行! 基礎科學要提高, 只看表層得不到! 宇宙變化有規律, 藏在深層混暗中! 探明三層變化理, 萬事萬物規律明! 科學研究新途徑, 發展創新根源生! 政府檔案已決定, 中華傳統國寶呈! 陰陽五行是基礎, 老子易經方向明! 古今中外綜合證, 宇宙三期已探明! 變化規律已找到, 明暗規律個個明! 物質本質可講清, 宇宙來源可講明! 宇宙框架層次明, 引力能把宇宙控! 統一理論框架成, 東方已登最頂峰! 宇宙物質全性學, 絕對真理規律呈! 西方暫停東方行, 引領全球科學明! 上層領導親核定, 中華復興大業呈! 乾坤互轉世界變, 東方引導全球明! 你我都是有緣人, 復興送寶國門呈! 東方易達,共商共享! 2017-12-19日早安!

  • 8 # AAAET

    以思維方式,思維是宇宙的模式,思維超出界外速度更超越了光速,人思維是11維度邇設計的,超越的物質就能探索物質而且能控制物質。學界科學都有不同的觀念想法也都是客觀的,當然也有高階史前文明的指導作用之下,這都是現實,探索宇宙的暗物質與暗物質能量包括反物質能量,這種能量都是客觀真實存在著,謝謝!

  • 9 # 留白說

    宇宙奧妙無窮,人類實在是知之甚少。對暗物質和暗能量的認識也是如此。

    目前我們認為,宇宙中只有5%的正常物質,其餘25%為暗物質,70%為暗能量。

    對宇宙來說,暗物質是最深奧的一個方面。儘管技術在過去的一百年裡有了巨大的進步,但暗物質粒子依然很難被檢測。因為它們是暗的,不與其他物質相互作用,除非透過微弱的引力。所以,如果你有一個探測器,那麼它可能會讓粒子透過探測器而不相互作用。

    截至目前,我們共有三種探測暗物質的方法。分別是加速器探測、間接探測和直接探測。

    第一種加速器探測,透過加速粒子運動到極致,以期在實驗室中模擬出宇宙大爆炸初期的運動,得到暗物質粒子。如歐洲大型強子對撞機,不過目前這種探測方法還沒有相關成果。

    第二種方法是直接探測,簡單點來說,就是在地下創造一個實驗室,直接探測暗物質粒子和原子碰撞產生的訊號。如美國的CDMS、義大利等國的DAMA等。截至目前,曾有美國CDMS地下實驗專案組宣佈發現2個可能與暗物質粒子有關的事件,但可信度只有75%,沒有得到科學界的統一認可。

    第三種方法是間接探測,指的是不是直接探測暗物質粒子本身,而是透過探測暗物質湮滅或者衰退後產生的穩定粒子如伽瑪射線,正電子,反質子,中微子等。因為從目前我們的科學技術發展情況來看,探測這些可行性更高。

    以上這是暗物質探測的幾種方法,至於暗能量,用一無所知來說也不為過。最傳統的也是最常見的辦法,也還只是透過超新星觀測,巡天觀測等。

    最後還是那句話,宇宙奧妙無窮,人類探測路漫漫其修遠兮。

  • 10 # 金童希瑞

    物質是金屬態氫離子聚合形成的;磁場裡高速流動的物體轉化為金屬態氫離子,金屬態氫離子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同時伴生電磁波——能量。

    物質是能量的載體,但是電磁波——能量不會轉化為物質。

    所謂的暗物質就是不能發出電磁波的大質量天體。根據星體的運動軌跡發生的變化,推知某個方向存在引力,則必然存在暗物質(如果無法觀察到)。

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