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深入了解暗物质  

2015-04-24 11:19:13|  分类: 探索荟萃 |  标签: |举报 |字号 订阅

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深入了解暗物质

2015-04-23 07:55 壹行_壹本书-行一程,桃子

深入了解暗物质 - 风景无限好 - 1628659222的博客

今年年初,斯德哥尔摩理论物理学家Sabine Hossenfelder博士提出暗物质致癌。她说的并非基因中的暗物质(垃圾基因的另一个术语),而是一种假定的、不会发光的粒子,宇宙学家们认为它们弥漫在整个宇宙中,将星系联系在了一起。

虽然暗物质目前尚未被直接检测到,但科学家们推测它应该存在,因为我们能看到它重力场的影响。理论认为,就在这些看不见的粒子穿过我们的身体时,它们会令基因发生变异,令整体癌症爆发的概率有微之甚微的增加。

宇宙学和肿瘤学这两个截然不同的学科突然并列起来是一件令人很不安的事。而这还只是开始。就在Hossenfelder教授在网上发表她的观点时,纽约大学教授Michael Rampino又在其中加入了地理学和古生物学。

他在一篇发给皇家天文学会的文章中指出,暗物质要为定期席卷地球的大灭绝负责,包括令恐龙灭绝的那场灾难。

他的观点基于其他科学家关于银河系是被一薄片暗物质从中间水平切成这样的猜测。在太阳绕着银河系旋转的时候,它产生的引力涟漪强得足以令遥远的彗星摆脱它们的既定轨道,让它们向着地球飞速袭来。

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Rampino教授猜测在地球银河航行的过程中,暗物质在它的地核中积累。接着粒子开始自毁,它们吸收到足够的热量之后引发了致命的火山喷发。面临着前后夹击的恐龙不敌从而灭亡。

在人类看来,暗物质这类抽象如此坚固是一件很令人惊奇的事。20世纪30年代这种说法只是作为一种理论,用来解释观测结果的一种手段,除此之外毫无意义。

银河旋转的速度非常快,根本没有足够的重力能让将它粘在一起,除非你假定银河隐藏起了巨大数目的不可见物质,即既不会发光也不会吸收光的粒子。

有些持不同意见者试图提出不同看法,他们调整重力方程来寻找所谓的暗物质。但对于大部分宇宙学家来说,暗物质这种说法几乎根深蒂固,根本不可能没有这种物质。

据说暗物质比我们看到的东西还多5倍,它是引力透镜效应(当背景光源发出的光在引力场附近经过时,光线会像通过透镜一样发生弯曲,光线弯曲的程度主要取决于引力场的强弱)最重要的组成部分。

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这能解释爱因斯坦十字。就像一个巨大的透镜一样,一团星系将超新星的光偏转成了四个幻象。但一个星系群无法提供足够的引力使光发生如此严重的偏转,除非它的大部分质量由假定的暗物质组成。事实上,天文学家们非常确定暗物质的存在,他们用引力透镜来描绘它的范围。

换句话说,暗物质是用来解释引力透镜效应的,而引力透镜效应又被用来当做暗物质存在的证据。

有些怀疑论者怀疑这是现代版“拯救现象”。有了足够由头之后,一个理论能证明我们看到的东西却不必描述事实。最经典的例子就是托勒密地心体系模型。

托勒密显然不在意他的饰品是否真实。对他来说最重要的是他的模型有用,高精度预测了行星的移动。

现代科学家们并不满足于这样的托词。为了表明暗物质驻留在世界中而不仅仅存在于他们的方程里,他们尝试直接检测它。

虽然它的密度未知,不过大部分理论认为暗物质由WIMP(大质量弱相互作用力粒子)组成。如果它们真的存在,那么在它们与普通物质相互作用的时候,人们有可能会瞥见它们的存在。

基于这种希望,科学家们建造了地下探测器,试着测量粒子在飞过地球,偶尔与氙原子、氩离子及其它物质发生作用时它们的影响。但到目前为止尚未取得进展。

Hossenfelder教授表示,一年中暗物质袭来10至上千次,可能会有一个WIMP击中组成我们自身的原子,包括组成DNA的原子。这种能量可能强得足以打破分子内部联系,造成突变。

不过在癌症这方面,这只是个微不足道的威胁。Hossenfelder教授的两名同事Katherine Freese 和Christopher Savage估算通过人体的宇宙射线在一秒内造成的威胁比暗物质对一个人一生造成的威胁还大。不过暗物质的影响还是很大,科学家正在考虑用DNA或RNA分子来检测WIMP。

如果最终发现WIMP不存在,那么肯定还有别的东西来解释暗物质。有些东西在扭曲宇宙,天文学家们决心要找到它。

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