上课 (第2/2页)

性中微子（sterileneutrino）等。”蔷薇说完后，等了个一两分钟，让小暖和水水好吸收一下。

    随后，蔷薇说道：“接下来，我讲的是暗物质的历史研究！最早提出“暗物质”可能存在的是天文学家卡普坦（JacobusKapteyn），他于1922年提出可以通过星体系统的运动间接推断出星体周围可能存在的不可见物质。1932年，天文学家奥尔特（JanOort）对太阳系附近星体运动进行了暗物质研究。然而未能得出暗物质存在的确凿结论。1933年，天体物理学家兹威基（FritzZwicky）利用光谱红移测量了后发座星系团中各个星系相对于星系团的运动速度。利用位力定理，他发现星系团中星系的速度弥散度太高，仅靠星系团中可见星系的质量产生的引力是无法将其束缚在星系团内的，因此星系团中应该存在大量的暗物质，其质量为可见星系的至少百倍以上。史密斯（S.Smith）在1936年对室女座星系团的观测也支持这一结论。不过这一概念突破性的结论在当时未能引起学术界的重视。1939年，天文学家巴布科克（HoraceW.Babcock）通过研究仙女座大星云的光谱研究，显示星系外围的区域中星体的旋转运动速度远比通过开普勒定律预期的要大，对应于较大的质光比。这暗示着该星系中可能存在大量的暗物质。1940年奥尔特对星系NGC3115外围区域星体运动速度的研究，指出其总质光比可达约250[6]。1959年凯恩（F.D.Kahn）和沃特（L.Woltjer）研究了彼此吸引的仙女座大星云和银河系的之间的相对运动，通过相互它们靠近的速度和彼此间的距离，推论出我们人类所处的本星系团中的暗物质比可见物质的质量约大十倍。暗物质存在的一个重要证据来自于1970年鲁宾（VeraRubin）和福特（KentFord）对仙女座大星云中星体旋转速度的研究[8]。利用高精度的光谱测量技术，他们可以探测到远离星系核区域的外围星体绕星系旋转速度和距离的关系。按照牛顿万有引力定律，如果星系的质量主要集中在星系核区的可见星体上，星系外围的星体的速度将随着距离而减小。但观测结果表明在相当大的范围内星系外围的星体的速度是恒定的。这意味着星系中可能有大量的不可见物质并不仅仅分布在星系核心区，且其质量远大于发光星体的质量总和。1973年罗伯兹（M.S.Roberts）和罗兹（A.H.Rots）运用21厘米特征谱线观测技术探测仙女座大星云外围气体的速度分布，也从另一角度证实了这一结论[9]。1980年代，出现了一大批支持暗物质存在的新观测数据，包括观测背景星系团时的引力透镜效应，星系和星团中炽热气体的温度分布，以及宇宙微波背景辐射的各向异性等。暗物质存在这一理论已逐渐被天文学和宇宙学界广泛认可。根据已有的观测数据综合分析，暗物质的主要成分不应该是目前已知的任何微观基本粒子。当今的粒子物理学正在通过各种手段努力探索暗物质粒子属性。”蔷薇说完后，又向着小暖和水水补充道：“这只是地球的暗物质历史研究史！但是，关于天使的暗物质研究史，我并不是很清楚！所以，这个就得问你们mama了！”蔷薇又停了一两分钟，随后，便开始讲最后的一个知识点了：关于暗物质的属性！

    蔷薇对着小暖和水水说道：“这是最后的一个知识点了！这个知识点就是暗物质的属性！我们都知道，暗物质的存在已经得到了广泛的认同，然而目前对暗物质属性了解很少。目前已知的暗物质属性仅仅包括有限的几个方面：

    1）暗物质参与引力相互作用，所以应该是有质量的，但单个暗物质粒子的质量大小还不能确定；

    2）暗物质应是高度稳定的，由于在宇宙结构形成的不同阶段都存在暗物质的证据，暗物质应该在宇宙年龄（百亿年）时间尺度上是稳定的；

    3）暗物质基本不参与电磁相互作用，暗物质与光子的相互作用必须非常弱，以至于暗物质基本不发光；暗物质也基本不参与强相互作用，否则原初核合成的过程将会受到扰动，轻元素丰度将发生改变，将导致与当前的观测结果不一致。

    4）通过计算机模拟宇宙大尺度结构形成得知，暗物质的运动速度应该是远低于光速，即“冷暗物质”，否则我们的宇宙无法在引力作用下形成目前观测到的大尺度结构;

    综合这些基本属性。可以得出结论暗物质粒子不属于我们已知的任何一种基本粒子。这对当前极为成功的粒子物理标准模型构成挑战。”

    蔷薇讲完后，便看了看手表，她发现时间差不多了！随后，她便对着小暖和水水说道：“时间差不多了！今天我们就到这吧！我们一起去舰长室去吃晚饭吧！”

    小暖和水水听蔷薇说下课了，并站起了身来，走出了教室，向着舰长室里走去………………