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地球每隔数年或穿过看不见的宇宙暗物质墙  发布时间: 2013-3-12 15:38:43

来源:钱江潮

  据国外媒体报道,物理学家认为在宇宙大爆炸后不久,空间中充斥着各种场形成的“力”,由此发现存在于现代宇宙中的地球时常穿过巨大的“暗物质墙”,我们已经具备了相关探测工具来发现该现象。通过对宇宙中天体质量集群的观测,研究人员确认了宇宙中大约有86%的不可看见的暗物质,但是它们可以产生引力效应与普通物质发生相互作用。转播到腾讯微博

  其中最流行的理论认为暗物质是由大质量弱相互作用粒子(WIMP)组成,而这种粒子不通过电磁力、强核力与普通物质发生相互作用,只通过弱核力或者引力与我们可见的宇宙物质发生作用,由此我们可以探测到大质量弱相互作用粒子的存在。但是,科学家多年来对该粒子寻找都没有结果。根据加拿大维多利亚大学研究人员马克西姆·波斯佩洛夫介绍:“到目前为止寻找暗物质粒子的工作没有任何结果,我感觉是时候扩大搜索范围了。”波斯佩洛夫和他的同事们一直在研究一种理论,认为宇宙中至少有部分暗物质与磁畴壁(domain walls)结构存在关联,磁畴壁被认为是磁畴之间的边界层,类似于分布密集的泡沫之间的边界。

  科学家们之所以形成这个观点是鉴于早期宇宙中充斥着各种奇特的()场,随着宇宙的不断膨胀,温度也逐渐下降,各种力()也随之消失了,由此在当代宇宙中留下了残缺不全的磁域界,并拥有独特的力()性质。研究人员波斯佩洛夫认为不同()场能够维持相互紧挨的状态,就需要在磁畴壁间存储一定的能量,由于质量和能量可以互换,由此从宇宙大尺度上看,各种()场的磁畴壁结构就如同质量群,即暗物质。

  假如磁畴壁是紧密相连的,彼此之间的“间隔”足够致密,那么当磁域界的跨度达到地球和太阳之间距离的数百倍时,地球就会每隔数年穿过磁域界一次,如同一堵看不见的“暗物质墙壁”。波斯佩洛夫认为我们人类是感觉不出地球穿过磁域界壁垒时所发生的任何变化。虽然我们不会感觉到该过程所发生的变化,但是磁力计却可以,该仪器可以探测到磁场所发生的变化。波斯佩洛夫和他的同事在一项新的研究中提到,虽然磁域界内部的()场环境无法对磁力计产生影响,但是通过磁力计,我们可以探测到地球在穿过磁域界壁垒时所发生的磁场变化。

  到目前为止,“暗物质墙壁”仍然未被探测到,因为没有人可以使用一个单一的磁力计在背景噪音干扰下得出相关读数。当然,我们永远不能说这是由于地球穿过了一个怪异的磁场,或者其他电磁因素导致了磁力计无法正常读数。为了寻找“暗物质墙壁”,科学家认为需要在全世界范围内安放至少5个探测器,到目前为止,波兰和美国的加利福利亚州已经建设了磁力计探测装置,这些仪器具有相当的灵敏度,可以探测到到地球穿过磁域界壁垒时所发生的磁场变化。

  但是磁畴壁假说无法完全解释宇宙中的所有暗物质,似乎却可以解析为什么寻找暗物质粒子是一项艰巨的挑战。如果我们发现了磁域界壁垒,那么这一消息似乎可以安慰一下仍然在等待大质量弱相互作用粒子发现结果的物理学家们。在本月早些时候,一个工作小组在俄罗斯建设了暗物质粒子探测器,通过大于24小时的连续运行,科学家称并没有发现任何暗物质粒子的迹象。

  根据哈佛-史密森尼天体物理学中心的科学家道格拉斯·芬克拜纳介绍,我们也不能确信暗物质墙是一定存在的,目前科学家们保持着乐观的心态对待大质量弱相互作用粒子,即便这个潜在的暗物质粒子被证明是错误的,也不会引起太大的波澜。芬克拜纳认为研究人员已经通过多种途径来寻找大质量弱相互作用粒子,但还没有任何结果,这不禁要问:是否我们的探索道路是完全错误的死胡同呢?

 


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