暗物质探测

07年，中国影星刘烨曾出演美国影片《暗物质》，许多科学“粉丝”对宇宙中神秘的暗物质开始着迷。“看不见摸不着”的暗物质究竟是什么，成为21世纪最大的科学谜团。为了揭开暗物质神秘的面纱，全世界的科学家各显神通致力于“捕捉”暗物质，想将它“看”个明白……　　此为世界最深，科学家将守在里面“捉拿”暗物质　　在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明：我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4％，暗物质占了宇宙的23%，还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。　　昨日，我国首个极深地下实验室“中国锦屏地下实验室”在四川雅砻江锦屏水电站正式投入使用，这个世界岩石覆盖最深的实验室的启用，标志着中国已经拥有了世界一流的洁净的低辐射研究平台，能够自主开展像暗物质探测这样的国际最前沿的基础研究课题。目前，清华大学实验组的暗物质探测器已经率先进入实验室，并启动探测工作，而明年上海交通大学等研究团队也将进入这里开展暗物质的探测研究。　　地下实验室在隧道里　　清华大学副校长、中国锦屏地下实验室主任程建平说，实验室是清华大学和二滩水电开发有限责任公司合作建成的。　　在建设二滩水电站的过程中，四川锦屏山底曾修建了18公里可以通行汽车的隧道，上面是2400多米厚的山体岩石。现在的地下实验室，就是利用这条隧道，在其侧面挖出的一个长40米，宽、高各为6米的空间。目前，它是世界上岩石覆盖最深的地下实验室，也是世界上最优越的探测暗物质的环境。　　之所以称之为最优，是因为它与国外一些“脱胎”于矿井的地下实验室相比，使用更为便利，不必坐着电梯上上下下，乘坐汽车就能“入地”。而埋深2400米的隧道，更是难得，因为埋得越深，宇宙射线的干扰就越少。　　主要探测研究暗物质　　据介绍，地下实验室尤其是极深地下实验室，是开展粒子物理与核物理学、天体物理学及宇宙学等领域的暗物质探测研究、中微子物理实验研究等一些重大基础性前沿课题的重要研究场所，是岩体力学、地球结构演化、生态学等学科开展相关实验研究的重要环境，也是低放射性材料、环境核辐射污染检测的良好环境。地下实验室为国家提供综合性的重大基础科学和应用科学研究平台，是一个国家关键性的重大基础科学研究设施，建设和发展极深地下实验室具有重要科学意义和应用价值。　　目前，美国、英国、法国、意大利、加拿大、日本等许多国家都已经建立起地下实验室。中国此前一直没有很好的地下实验室，特别是极深地下实验室，许多相关领域的研究工作无法开展或只能与国外有条件的实验室联合开展。综合新华社等　　为何选址锦屏山隧道　　地下实验室主要是用来屏蔽高能宇宙线对于暗物质的本底影响。锦屏山隧道垂直岩石覆盖厚度大，围岩放射性含量极低，能为相关实验提供“干净”的环境。测量显示，锦屏地下实验室能够将宇宙线通量降到地面水平的约亿分之一。　　暗物质随时在穿透你身体　　暗物质在宇宙中，科学家为啥要“钻”到地下去探测呢？这是因为暗物质是种颇有“个性”的粒子，它质量很大，但作用力却微乎其微。　　“每天可能有几万亿个暗物质穿过你的身体，但你却感受不到，这是因为暗物质的散射截面很小。”专家说。　　怎样“捉拿”暗物质　　最初的办法是天文观测法，但是，却无法解答“暗物质是什么”。后来，人们又采取间接探测和直接探测的办法。前者，是探测暗物质相互碰撞产生的普通物质粒子信号，一般通过地面或太空望远镜探测；后者，则是用原子核与暗物质碰撞，探测碰撞产生的信号。而在地面上，因为宇宙射线众多，这些信号会对直接探测产生干扰，影响其鉴别能力。因此，地下实验室可以帮助探测器“挡”去干扰，让其“静心”工作。　　“抓”住暗物质后能干什么　　目前，清华大学实验组已进驻地下实验室，上海交大的实验组明年也将入驻。据了解，两个实验组的探测方式并不相同。清华采用低温半导体开展探测，而上海交大将使用液氙探测器直接探测。　　至于探测到暗物质之后能派上什么用场，这对科研人员来说仍是未知数。“粒子物理探求的是物质最深层次的奥秘，对未来的生活会发生怎样的影响，我们现在还不得而知。就像电被发明时，人们尚无法想象后来的电视、电脑。但无论如何，每一个科学发现都使人们对物质世界的认识更进一步，这是最了不起的事。”专家介绍说。

中国科技网讯 据英国广播公司（BBC）1月9日报道，一个国际科研团队通过探测遥远星系发来的光到达地球的旅行中，经过神秘的暗物质时发生的扭曲，绘制出了迄今最大最详细的暗物质分布图，有助于科学家们更好地理解暗物质的性质。 科学界普遍认为，暗物质占据了宇宙85%的质量，而且，暗物质也是让星系之间粘合在一起的“胶水”。因为本身不可见，暗物质的存在通过其对星系产生的引力效应来证明。目前，科学界对暗物质性质的了解都基于计算机模型。 现在，英国爱丁堡大学、牛津大学等科学家组成的科研团队使用加拿大—法国—夏威夷望远镜，确定了位于天空四个不同地方的、相互之间距离超过10亿光年的1000多万个星系之间的暗物质团，绘制出了这幅暗物质分布图。最新研究标志着人类朝着理解暗物质本身以及暗物质如何让普通物质簇拥在一起形成我们在夜空中看到的星系迈近了一大步。 爱丁堡大学的凯瑟琳·海曼斯解释道：“爱因斯坦的广义相对论告诉我们，物质会让时间和空间弯曲，因此，当光通过宇宙朝我们而来时，如果它通过某些暗物质，光会被弯曲，我们在图上会看到这种扭曲。”加拿大英属哥伦比亚大学的天文学家路德维·冯·瓦伯克教授在美国天文学会（AAS）的年度大会上表示：“利用时空扭曲来‘看见’暗物质非常令人惊喜。目前，使用其他方法无法观察到暗物质。知道暗物质如何分布是理解其属性以及如何将其纳入我们目前的物理学知识体系中的第一步。” 最新绘制出的图片是之前科学家们绘制出的最大暗物质图的100多倍，以前的图片由哈勃望远镜的宇宙演化调查实验得到，而且，新图片同暗物质理论预测到的情况几乎一模一样。 海曼斯指出：“暗物质理论告诉我们，暗物质会形成一个巨大的错综复杂的宇宙网，我们看到的正是如此，一个宇宙网包含了我们能够看到的星系。”不过，海曼斯也承认，还有很多工作要做，“老实说，我们并不知道暗物质粒子是什么，也不知道暗能量来自何处。不过，科学界普遍认为，我们对‘暗宇宙’的最终理解将会引出很多新的物理学理论，这将永远改变我们的世界观。”（刘霞） 《科技日报》（2012-1-11 二版）

阿尔法磁谱仪项目发布首个实验结果正电子可能来自人们一直寻找的暗物质2013年04月04日 来源： 中国科技网 作者： 魏东 李宁 中国科技网讯 日内瓦时间4月3日下午5时，在欧洲核子中心，由诺贝尔物理奖获得者丁肇中主持的阿尔法磁谱仪（AMS）项目发布了第一个实验结果，已发现40多万个正电子，这些正电子有可能来自脉冲星或人们一直寻找的暗物质。 据介绍，由AMS探测的40多万个正电子，是目前太空中直接观测、分析到的最多的高能量反物质粒子。每一个收集的讯号参数都需要仔细的重建、分类与存档，由数个AMS物理学家小组进行独立的分析，以确保结果精确。 暗物质是源于暗物质粒子的碰撞还是银河系中脉冲星？对此，丁肇中表示，答案在不久将见分晓。他认为，AMS有能力探索新物理，它将在国际空间站长期观测，预计每年记录160亿个宇宙射线信号，并传回地面。 作为安装于太空中的精密粒子探测装置，AMS从2011年5月19日至今，已观测超过311亿个宇宙射线，其能量高达数万亿电子伏特。其中，前18个月的太空实际探测运转中，AMS分析了250亿个初级宇宙射线；确认了680万个电子及其反粒子——正电子的事例。 AMS实验表明，正电子与电子的比率没有显示出空间的各向异性，即高能的正电子不是来自于空间某个特定的方向，此举为新物理现象找到了论据。 AMS项目耗资21亿美元，是上世纪和本世纪初世界上最大的科学计划之一，也是目前唯一被永久安放在国际空间站上具有开创性的大型科学实验。实验过程可能持续15—20年，目的是探测外层空间反物质与暗物质。有16个国家和地区的600余名科学家参与其中。2011年5月16日，AMS由美国“奋进号”航天飞机送入太空。山东大学程林教授带领团队设计完成了在国际空间站上运行的粒子探测装置——阿尔法磁谱仪的热系统，这是由中国制造的唯一大型组件，解决了太空粒子探测的关键工程问题。（记者 魏东 通讯员 李宁） 《科技日报》（2013-4-4 一版）

2011年，当美国奋进号航天飞机用自己的最后一次飞行将“阿尔法磁谱仪2”（AMS-02）送至空间站后，美国媒体称其送上天的是一块“心血之结晶”，而“这台仪器如果按计划实现目标——探测到了暗物质的蛛丝马迹，那它将给丁肇中带来人生中另一座诺贝尔奖杯”。　　据英国BBC网站报道，2013年4月，物理学家丁肇中及其团队公布了由其主持了18年的阿尔法磁谱仪项目首批研究成果：现已收集到40万个正电子，数据误差只有1%，实验观察到宇宙射线流中正电子存在的比率符合关于暗物质存在的理论预测。　　但研究者言辞谨慎，却让大众觉得模棱两可，究竟那40万个正电子是什么概念，人类为什么要千方百计寻觅暗物质？新成果能让我们解开它的谜题吗？　　暗物质是永远绕不开的题目　　关于暗物质，最常听见的一句话就是：它在宇宙中所占的比例，远高于目前人类所有能看到的常规物质。　　其实，暗物质课题之所以如此具有挑战性，皆因其并不能为肉眼和常规探测设备所发现——无论先进设备用什么波段的光寻找，都不行。　　但我们又不能对暗物质置之不理，这就好像是宇宙中覆盖了一张纵横交错编织而成的巨大却看不见的网，这张网的脉络波及深远，促成的不只是我们头顶点点繁星，还包括我们人类自身。但在科学史上，人们从不曾完整揭开它的面纱——只有质量能泄露它们的蛛丝马迹，而关于暗物质本身的成分和结构，仍形同迷雾。　　这就是物理学基本理论中有着重要意义的一环。进一步的科学研究，永远也绕不开横亘在人类与暗物质之间的沟壑。正因如此，近些年财政吃紧的西方国家，却都不愿意放弃对暗物质研究的投入。　　也可以说，探测暗物质一事，关乎人类对整个宇宙形成、演化的理解和完善。毕竟，宇宙的概念，不但涵盖了我们看得见的那小小一部分，还包括了我们尚没能力看见的绝大部分。　　而现在，人们想要探测暗物质，有两个办法：将仪器放在地下深处，或者送上太空。阿尔法磁谱仪项目就是后者。　　阿尔法磁谱仪2证明了其价值　　在磁谱仪中，有一个非常关键的部分就是永磁体，采用了磁场强、漏磁小的钕铁硼永磁材料，能使探测器中的磁场是地球磁场的4000倍（地球磁场约为0.5高斯），可以直接探测到通过其中的单个粒子；飞行时间闪烁器的作用是在粒子或反粒子经过探测器时进行记录、读数，并测量粒子的速度；而硅微条探测器则由上千个硅传感器组成，用于测量粒子的轨迹；气凝胶切伦科夫阈值计数管则可确定反质子的存在，并能帮助科学家将正电子或负电子与其他粒子如质子、介子区分开来。而暗物质粒子，被认为是大质量弱相互作用粒子（WIMP），拥有自身的反粒子。　　这些七晕八绕的阐释，说明了为什么丁肇中在“暗物质探测结果”的发布会上不停地提到“反物质粒子”一词——这是磁谱仪的工作原理。更主要的，这也说明磁谱仪并不同于常规探测设备。它可是人类寻找暗反物质之路上最大的一颗“希望之星”。有以上仪器的协作，阿尔法磁谱仪2就可以收集数百万光年外的恒星、星系等宇宙射线源的信息，通过观测反物质和暗物质研究宇宙的起源和结构，其数据还会作为大型强子对撞机（LHC）的重要补充。　　作为上一代磁谱仪的继任者，阿尔法磁谱仪2已经可以位列有史以来最昂贵及最复杂的太空仪器排行榜之中了。但20亿美元的花费，可不仅仅是为了暗物质，甚至也不仅是为了反物质——AMS-02肩负的是数十年来高能物理学家们一直在寻找的几个基础问题的答案：物质的最基本的成分是什么？使得这些基本粒子相互作用的最根本的力又是什么？——换句话说，AMS-02要以宇宙为实验室，回答地球提出的终极问题。　　而此次发布的首批成果，用美国国家航空航天局（NASA）官方网站的一句话来说：AMS-02证明了其价值。　　人类将解开暗物质之谜？　　据此次公布的成果，AMS项目目前已收集到40万个正电子，项目领导者丁肇中表示：“远超出人们的想象。此前包括美国费米望远镜等项目都曾观察到过量正电子现象，但数据误差很大，而AMS的误差只有1%。”美国每日科学网站则援引丁肇中的话：“这是有史以来第一个在太空以1%误差这种精度进行测量的。”但丁肇中同时坦承：“我们目前还没有充分证据去排除其他可能性。”　　对于这一结论许多人摸不到头脑。不过NASA官方网站的消息或将说明其意义：在描述完AMS项目的工作原理后，该文章称“更为重要的是，结果指出， AMS-02已经看到了可被证明是难以捉摸的暗物质的证据”，需要的是“更多的研究工作来增进这一发现”。　　可以认为，此次AMS-02以非常高精度的指标，“看”到了暗物质粒子的线索。保守的看法是，新公布的成果向最终找到暗物质存在的可靠证据又迈进了一步。不过，据欧核中心总干事的说法，以AMS-02的精度，加之地球与空间设备的互补，“我完全有信心在未来数年内揭开暗物质之谜”。　　科学发现每天都在进行，只有很少一部分能够推动甚至改变人们对客观世界的认识，暗物质无疑就是其中之一。希格斯玻色子的出现正在认证中，暗物质也正在一步步走向人类触手可及之处，就算数年后答案揭晓，谜题也并非到此为止，想来探索的征程也永不会结束。

2013年02月23日 来源： 中国科技网 作者： 董子凡 在宇宙学中，暗物质（dark matter）又称为暗质，是指无法通过电磁波的观测进行研究，也就是不与电磁力产生作用的物质。暗物质不发光，也不反射光，无论用什么波段的光，都找不到它们。 然而科学家却相信，暗物质是确实存在的。这是因为质量泄露了它们的蛛丝马迹。 1933年，瑞士天文学家兹威基通过测量发现，按照引力定律，所观察的星系“质量不够”，不足以使其凝聚在一起。此后几十年中科学家对宇宙膨胀速度的测量、星系形成过程的模拟，也表明宇宙的总质量应该远远大于已知物质的总质量。 这些现象迫使天文学家和物理学家提出，宇宙中存在“暗物质”和“暗能量”，这些暗物质并不是由现有物理标准模型中的粒子所构成的。暗物质只参与引力作用，让恒星、星系和宇宙能成为今天我们所能看到的样子；而不参与电磁力作用，因此使用传统的手段无法探测。 目前的测算表明，组成人们已知物质的质子、中子、电子等粒子，只占宇宙的4%—5％，而暗物质则占了宇宙的23%，还有72%—73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。也就是说，宇宙中绝大部分的物质和能量，对今天的科学来说都属于未知。如果能找到暗物质，将使人类对宇宙的认识向前迈进一大步，了解到更加深远的物质世界。 在国际空间站上守望太空的阿尔法磁谱仪（AMS），“上岗”一年多来让物理学家忙个不停。2月20日，该项目的提出者和首席科学家丁肇中透露，AMS首批数据的分析报告将在几周内发表，很可能将是暗物质研究的阶段性突破。 继去年宣布发现“疑似上帝粒子”之后，暗物质正成为物理学界着力攻打的前沿目标，相关消息和猜想不时见诸媒体。那么，暗物质究竟有多“暗”，物理学家又是如何计划用科学之光去照“亮”它呢？ http://www.stdaily.com/special/pic/attachement/jpg/site2/20130224/0026f29d0a6312943fc72a.jpg 20世纪30年代，瑞士天文学家弗里兹·茨威基(Fritz Zwicky)研究了距离我们约两亿光年的COMA星系团，他先测量了星系团中各个星系的亮度，通过已知的亮度和质量的关系，得出了可以看见的星系团质量。接下来，他又测量了各个星系的公转速度以及它们到星系团中心的距离，通过万有引力定律计算出了星系团的总质量。他发表了一个惊人结果：在星系团中，看得见的星系只占总质量的1/300以下，而99%以上的质量是看不见的，只能通过引力“感觉”到它们的存在。 为什么要寻找暗物质？ 在宇宙学中，暗物质（dark matter）又称为暗质，是指无法通过电磁波的观测进行研究，也就是不与电磁力产生作用的物质。暗物质不发光，也不反射光，无论用什么波段的光，都找不到它们。 然而科学家却相信，暗物质是确实存在的。这是因为质量泄露了它们的蛛丝马迹。 1933年，瑞士天文学家兹威基通过测量发现，按照引力定律，所观察的星系“质量不够”，不足以使其凝聚在一起。此后几十年中科学家对宇宙膨胀速度的测量、星系形成过程的模拟，也表明宇宙的总质量应该远远大于已知物质的总质量。 这些现象迫使天文学家和物理学家提出，宇宙中存在“暗物质”和“暗能量”，这些暗物质并不是由现有物理标准模型中的粒子所构成的。暗物质只参与引力作用，让恒星、星系和宇宙能成为今天我们所能看到的样子；而不参与电磁力作用，因此使用传统的手段无法探测。 目前的测算表明，组成人们已知物质的质子、中子、电子等粒子，只占宇宙的4%—5％，而暗物质则占了宇宙的23%，还有72%—73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。也就是说，宇宙中绝大部分的物质和能量，对今天的科学来说都属于未知。如果能找到暗物质，将使人类对宇宙的认识向前迈进一大步，了解到更加深远的物质世界。 http://www.stdaily.com/special/pic/attachement/jpg/site2/20130224/0026f29d0a631293bff705.jpg 资料图：欧洲核子研究中心的科学家检测“阿尔法磁谱仪2” AMS如何寻找暗物质？ 为了寻找暗物质，被称为“史上最昂贵的太空实验”的阿尔法磁谱仪（AMS）应运而生。该项目由美国华裔物理学家、诺奖得主丁肇中在1990年代中期提出，造价20多亿美元，重达7吨，于2011年5月由即将退役的“奋进”号航天飞机发射升空，被放置在国际空间站上。 AMS是一个国际项目，核心部件就是由中国科学家研发制造的永磁体及反符合计数器。永磁体会使带电粒子的运行轨道发生拐弯，通过测量弯曲程度，配合其他仪器测出的粒子质量、动量，就可以知道捕获了何种粒子。AMS的一个重要任务，就是验证暗物质到底由什么粒子组成。 AMS在最初18个月中，采集了250亿次粒子事件。2月20日，担任项目首席科学家的丁肇中透露，AMS首批数据的分析报告将在几周内发表，其成果有望帮助理解暗物质的构成。 根据目前比较主流的猜想，暗物质是由弱相互作用质量子（WIMP）组成的，而WIMP碰撞湮灭，会放射出日常很难见到的正电子。因此，如能测量到高比例的正电子，将是对WIMP暗物质理论的一种支持。 据参与AMS项目的中科院高能物理所研究员陈国明介绍，AMS首批数据的分析显示，正电子和负电子的比例曲线在30―40GeV（注：eV为电子伏特，是粒子能量单位）区间开始向上，一直到300GeV。这是显示正电子比例较高的一个指证。 AMS的数据由全球6个小组分析，并互相“挑错”以达成一致。陈国明表示，中国小组的分析成果成为论文的关键环节。据介绍，正电子动量很高时，正负电荷的确定变得不容易；另一方面，正电子和质子由于带电荷相同，也容易混淆。中科院高能所已就此研究了数年，数据分析相当精确。 http://www.stdaily.com/special/pic/attachement/jpg/site2/20130224/0026f29d0a6312943fd52d.jpg　　电脑合成的数百万光年以外的太空中暗物质图片 寻找暗物质，科学家纷纷“组队” 据介绍，此次AMS的阶段性成果并不能确证暗物质的构成——从理论上，正电子比例较高也有可能是地球附近某种天体现象引起的；也不能排除其他未曾被认识的物理现象的可能性。而在探寻并了解暗物质和暗能量的道路上，AMS绝非孤军奋战，全球已有多个科研团队和科学装置踏上了同样的征途。 大型强子对撞机（LHC）：在2012年发现很可能是“上帝粒子”的粒子后，这个世界最大的粒子加速器将已开始为期2年的闭关检修和升级，计划于2015年重新开通并达到最大能量，可进行每秒100亿次的对撞。暗物质则被列为它下一阶段的主要探测目标。 格兰萨索地下实验室（GRAN SASSO）：位于意大利地下1700米的岩层，拥有目前世界最大的地下实验大厅，目前正在进行DAMA、CRESST、XENON100三项探测暗物质的实验，采用不同方法寻找WIMP碰撞产生的信号。 低温暗物质搜寻计划（CDMS）：实验装置位于美国一个地下800米处的废弃地下铁矿中，通过将硅、锗晶体至于极低的温度环境中，探测晶体内部粒子与暗物质粒子发生相互作用的振动。早在2009年，该实验就宣布找到了两例疑似WIMP的信号事例。 锦屏地下暗物质实验室：位于我国四川西昌的山体隧道中，是目前全世界最深的地下物理实验室。实验大厅上方有2.5公里厚的岩层阻挡宇宙射线，而且是放射性低的大理岩，把环境干扰降到最低。该实验计划用两个实验寻找WIMP发出的信号，目前已开始工作。 欧几里德太空望远镜：由欧洲空间局主导的项目，近日美国宇航局也宣布参加。该太空望远镜计划于2020年升空，到达第二拉格朗日点后在6年的任务期内，绘制宇宙中约20亿个星系的分布图，揭示宇宙间暗物质、暗能量的真相及其对宇宙进化的影响。 对于暗物质的探索，目前只是刚刚开了个头，科学家寄希望于它能让物理学在21世纪闯出一片新天地，使人类对宇宙的认识迈进一大步。正因如此，近年财政吃紧的西方国家依然没有放弃对暗物质研究的投入，而中国在

正在从事超导温度计探测低温稀有事件 (CRESST) 实验的科学家可能已经找到了弱作用重粒子(WIMPs)存在的证据，这是向揭开神秘的“暗物质”之谜迈进的关键性一步。科学家认为，暗物质组成了宇宙的大部分，不过这种物质很难被发现。　　弱作用重粒子是用来说明有关“暗物质”的当前最流行的理论的主体，它们之所以被称作暗物质，是因为它们被认为会与正常物质发生反应，不过这种情况非常罕见。超导温度计探测低温稀有事件利用钨酸钙晶体降温到接近绝对零度，据说该实验从2009年6月到2011年4月间发现67例粒子相互作用的例子，它们很有可能是弱作用重粒子。这项实验的一位发言人说：“如果这种粒子确实存在，它们应该以光晕的形式存在于我们的星系里，组成银河的大部分质量。”　　正在进行的超导温度计探测低温稀有事件实验是在意大利中部地区的大萨索( Gran Sasso)山丘下方大约1400米的地方修建的。寻找弱作用重粒子的试验一般都会修建在地下很深处，这样做的目的是为了把它们与宇宙背景辐射区分开。正在英国最深矿井——博尔比钾矿进行类似项目的肖恩-帕林说：“这是一项非常有趣的结果，但是它远不及我们希望的重大发现那么令人信服。这项和一些早期记录结果对暗物质来说意义重大。要想最终得到确认，我们还需要进行更多研究，我们希望能通过即将进行的实验找到答案。”　　如果弱作用重粒子确实存在，它们是一种只能与引力场发生互动的实体，由于它们很少与其他粒子相互作用，因此很难被发现。确定这些发现是否属实，将对揭开暗物质之谜有帮助。科学家认为，正是暗物质促使宇宙结合在一起，形成我们现在看到的情形。最近科学家把弱作用重粒子看成是解释暗物质理论的最有可能的候选对象。

据英国《每日邮报》报道，天文学家们近日探测到一个远在100亿光年之外的“伴星系”，它属于一个所谓的“暗矮星系”类别。这是迄今在这一距离上探测到的最小质量天体。　　顾名思义，科学家们认为这一星系中含有神秘的暗物质。这一发现将为天文学家们提供重要线索，帮助他们理解宇宙最初是如何逐渐构建起自身结构的。这是迄今在我们所观测宇宙范围内发现的第二例此类星系，也是目前为止距离我们最遥远的一例。　　天文学家们认为，我们银河系这类大型星系正是在数十亿年的漫长时间内逐渐由这些小型的星系聚合而成的。但是天文学家们此前却一直未能如预料的那样找到更多此类卫星星系或者遥远的此类星系。但即便现在找到了两个这样的星系，其数量还是明显的太过稀少。这种情况迫使天文学家们不得不开始设想这类星系中必定仅含有少量的恒星，而其大部分质量则由暗物质构成。这项由美国麻省理工学院的博士后研究员参与的研究工作似乎证实了这一点：此次发现的这一星系是一个伴星系，这就意味着它是一个更大规模星系的卫星星系。　　西莫那•维戈提(Simona Vegetti)是麻省理工学院物理学院帕帕拉多研究员(Pappalardo Fellow)，也是《自然》杂志上介绍这一工作的相关论文的第一作者。他说：“出于某些原因，这些星系中未能形成很多恒星，甚至没有形成任何恒星，因此看起来一直是黑的。”　　科学家们确信宇宙中存在着看不见的暗物质，因为只有这样才能解释实际观测到的数据。计算显示，我们所观测到的宇宙物质实际仅占整个宇宙质量的很小一部分，另外一大部分物质我们看不到，即所谓的暗物质。　　科学家们计算后认为暗物质大约构成宇宙成分的25%，但是由于组成暗物质的神秘成分不吸收也不发射光线，因此我们一直到目前为止都无法探测到它或是确认其状态。

2013年02月21日 来源： 新浪科技 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130221/00241d8fef0e128fb2d501.jpg 阿尔法磁谱仪（又译反物质太空磁谱仪，简称AMS）于2011年被放置到国际空间站（ISS） http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130221/00241d8fef0e128fb2d502.jpg 　穿越辐射探测器（Transition Radiation Detector）能检测高能粒子的速度；硅追踪器（Silicon Trackers）用于追踪粒子的运动轨迹，轨迹的弯曲程度显示了粒子的电荷；永磁铁（Permanent Magnet）是阿尔法磁谱仪的核心部件，能令粒子轨迹弯曲；飞行时间计算器（Time-of-flight Counters）能计算低能粒子的速度；星体追踪器（Star Trackers）能扫描星域，以确定阿尔法磁谱仪在太空中的朝向；切伦科夫探测器（Cerenkov Detector）可精确计算快速通过的粒子速度；电磁量能器（Electromagnetic Calorimeter）用于计算影响粒子运行所需的能量；反符合计数器（Anti-coincidence Counter）可将干扰粒子过滤出去。http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130221/00241d8fef0e128fb2d503.jpg 　　在宇宙的遥远天体之间，引力的作用并不能解释天文学家看到的一切，如果只有这些天体的引力，那各个星系应该处于分崩离析的状态，因此在各个星系之间，还存在把它们联接在一起的物质。天体物理学家将这种理论中的物质称为“暗物质”，我们看不见它们，但它们确实在星系间起着作用。在最大的距离尺度上，宇宙正在加速扩张。因此我们更需要关注与引力作用截然不同的暗物质。目前的理论估计，宇宙的73%为暗能量，23%为暗物质，而只有4%是我们已知的物质。　　新浪科技讯 北京时间2月20日消息，据国外媒体报道，作为人类在太空中进行的最为昂贵的实验，阿尔法磁谱仪(简称AMS)项目即将向地球发送回首批观测数据。这个大型的实验装置被放置在国际空间站上，用于探测宇宙射线及高能粒子。　　诺贝尔物理学奖获得者丁肇中称，将于未来几周内发表涉及暗物质的研究论文。阿尔法磁谱仪项目最初便是由丁肇中提议开始。在宇宙中，正是那些我们看不见的暗物质将各个星系联接在一起。研究者并不了解这些谜一般的宇宙物质如何构成，但有理论提出，大质量弱相互作用粒子(简称WIMP)是暗物质最有希望的候选者，这是一种尚处于理论阶段的粒子。　　虽然天文望远镜无法探测到大质量弱相互作用粒子，但阿尔法磁谱仪很有希望通过间接的方法来确认其存在，并描述它的性质。即将刊出的研究论文(发表期刊还未确定)将对这项研究的进展作详细阐述。　　丁肇中在麻省理工学院任物理学教授，他在20世纪90年代中期提出的这个项目如今到了一个重要的里程碑时刻。“我们等待了18个月来写这篇论文，如今到了最后审视的阶段，”丁教授在波士顿的一次美国科学促进会(AAAS)的年会上发言道，“我预计在未来两到三周内，我们就能发布研究成果。我们一共有六个分析小组对相同的数据结果进行分析。如你所知，每个物理学家都有他们自己的见解，我们现在要保证每个人都能同意彼此的观点。这项工作现在已经完成得差不多了。”　　20亿美元的机器：“探索未知”　　2011年，造价20亿美元的阿尔法磁谱仪搭载奋进号航天飞机前往国际空间站，这也是奋进号的最后一次任务。阿尔法磁谱仪重达7吨，拥有一个巨大的特制超导磁铁，能使落在它上面的粒子轨迹发生弯曲。　　粒子的弯曲轨迹显示了它的电荷，再通过一系列的探测器对粒子的质量、速度和能量等进行分析，科学家便能准确知道捕获的是什么粒子。据丁肇中教授称，在阿尔法磁谱仪运行的最初18个月中，已经探测了250亿次粒子事件。　　暗物质和暗能量之谜　　在这些粒子事件中，有近80亿次是快速运动的电子及与其对应的反物质——正电子。理论上，大质量弱相互作用粒子的碰撞和湮灭会产生大量电子和正电子。通过测定二者的比例，以及在能量谱上的行为变化，科学家或许能找到研究暗物质问题的途径。　　“在对正电子和电子的观测中，如果发现二者比例突然上升然后急剧下降，那就是星系中暗物质湮灭的关键标志，”芝加哥大学卡弗里宇宙学研究所的迈克尔·特纳(Michael Turner)教授说，“在能量体系中也要考虑，是否具有各向异性？正电子是从固定的某个方向还是从所有方向出现？”　　特纳教授并未参与阿尔法磁谱仪的合作项目。他继续说道：“暗物质应该无所不在。因此如果我们发现正电子从某个特定的方向发出，就意味着该信号是来自像脉冲星(一种中子星)一类的天体，而不是暗物质。”据悉，此次阿尔法磁谱仪的数据涉及的是0.5至350GeV(10亿电子伏特)质量范围内的正电子—电子比例。这一范围已经是其他实验中，科学家认为可能发现暗物质的上限。　　特纳教授说，科学家已经逐渐接近了目标。他预测未来数年将会被铭记为“大质量弱相互作用粒子(WIMP)的十年”，而且通过一系列的研究，包括利用大型强子对撞机制造WIMP等，暗物质的性质将逐渐呈现在我们面前。　　“理论上，这种粒子的质量大约在质子质量的30、40和300倍之间，即在30至大约1000GeV之间，”特纳教授说，“大型强子对撞机能够制造这样质量的粒子，丁肇中的阿尔法磁谱仪能探测到这样质量的粒子湮灭，而位于深地底的探测器对这样质量的粒子也非常敏感。如果非常幸运的话，我们能同时获得有关暗物质的三个特征信号，分别是通过观测粒子湮灭、直接探测粒子以及用大型强子对撞机制造粒子，这三种方法在同样的质量范围内都很灵敏。”(任天)

暗物质是一种理论上存在并且引起争议的物质，无法被地球上的望远镜观测到。一些科学家认为暗物质在整个宇宙质量中的比重达到四分之三。现在，科学家利用时空导致的“波纹”探测暗物质并首次绘制这种物质的图像。　　研究过程中，科学家利用夏威夷的一架340兆像素天文数码相机对4个夜空区域的1000万个星系进行了分析，通过观测星系光线发生的扭曲寻找暗物质——暗物质的引力会让光线在飞向地球过程中发生“弯曲”。通过此项研究，科学家绘制了一幅宏大的暗物质图像，所涉及的太空区域达到10亿光年。　　研究人员发现了一个“暗物质网”，在太空中延伸并与我们在地球上看到的星系交织在一起。在此之前，科学家也曾多次绘制暗物质图像，但只是模拟图像。这一次绘制的图像首次让科学家真正了解暗物质可能的状态，以及如何与我们看到的物质“混合”在一起。在美国德克萨斯州奥斯汀举行的美国天文学会会议上，爱丁堡大学的凯瑟琳-海曼斯博士公布了研究发现。　　据信，暗物质扮演了胶水的角色，将星系粘接在一起。如果没有暗物质，宇宙绝非今天我们看到的形态。直到现在，科学家对暗物质的大部分认识仍立基于计算机模拟。此项新研究让科学家真正在宇宙尺度下了解暗物质。加拿大不列颠哥伦比亚大学的卢多维克-范-瓦尔伯克教授表示：“通过时空扭曲观测暗物质是一项非常令人着迷的研究方式。此项研究有助于我们了解这种神秘的物质。确定暗物质的分布情况是了解其特性以及如何与我们当前的物理学知识融合在一起的第一步。”　　爱丁堡大学的海曼斯说：“通过分析来自于宇宙遥远区域的光线，我们能够了解它们如何在宇宙中穿行，而后抵达地球。我们希望绘制更大宇宙区域内的暗物质图像，超过此前进行的研究。这是我们进一步了解这种物质及其与宇宙中星系间关系的第一步。”此项国际研究项目研究了夏威夷莫纳克亚山的加拿大-法国-夏威夷望远镜5年内拍摄的图像，所涉及的星系通常距地球60亿光年。在宇宙60亿岁时，它们放射出光线。现在，宇宙的年龄大约在120亿岁左右。

科学家称或已发现暗物质存在关键证据http://news.sciencenet.cn/upload/news/images/2011/9/20119201257361751.jpg宇宙里的“暗物质”分配情况的电脑模拟图。暗物质既不发光，也不发射电磁辐射，因此很难发现它存在的直接证据。弱作用重粒子可能是英国报业协会公布的照片的关键。期刊日期：2010年6月17日。科学家通过泛星计划巡天望远镜(PS1)将能更好地了解暗物质和暗能量之谜。暗能量被认为组成了宇宙的很大一部分质量，但是至今仍未证实它是否存在。http://news.sciencenet.cn/upload/news/images/2011/9/20119201257361600.jpg哈勃太空望远镜的图片显示，天文学家认为可能是在很多年前两个星系簇发生大规模碰撞时形成的“暗物质环”。北京时间9月20日消息，正在从事超导温度计探测低温稀有事件（CRESST）实验的科学家可能已经找到了弱作用重粒子（WIMPs）存在的证据，这是向揭开神秘的“暗物质”之谜迈进的关键性一步。科学家认为，暗物质组成了宇宙的大部分，不过这种物质很难被发现。弱作用重粒子是用来说明有关“暗物质”的当前最流行的理论的主体，它们之所以被称作暗物质，是因为它们被认为会与正常物质发生反应，不过这种情况非常罕见。超导温度计探测低温稀有事件利用钨酸钙晶体降温到接近绝对零度，据说该实验从2009年6月到2011年4月间发现67个粒子相互作用的例子，它们很有可能是弱作用重粒子。这项实验的一位发言人说：“如果这种粒子确实存在，它们应该以光晕的形式存在于我们的星系里，组成银河的大部分质量。”正在进行的超导温度计探测低温稀有事件实验是在意大利中部地区的大萨索（Gran Sasso）山丘下方大约1400米的地方修建的。寻找弱作用重粒子的试验一般都会修建在地下很深处，这样做的目的是为了把它们与宇宙背景辐射区分开。正在英国最深矿井——博尔比钾矿进行类似项目的肖恩-帕林说：“这是一项非常有趣的结果，但是它远不及我们希望的重大发现那么令人信服。这和一些早期记录结果对暗物质来说意义重大。要想最终得到确认，我们还需要进行更多研究，我们希望能通过即将进行的实验找到答案。”如果弱作用重粒子确实存在，它们是一种只能与引力场发生互动的实体，由于它们很少与其他粒子相互作用，因此很难被发现。确定这些发现是否属实，将对揭开暗物质之谜有帮助。科学家认为，正是暗物质促使宇宙结合在一起，形成我们现在看到的情形。最近科学家把弱作用重粒子看成是解释暗物质理论的最有可能的候选对象。

（新华网）记者日前从中科院获悉，中科院已启动实施“空间科学”战略性先导科技专项，致力于提高我国空间科技创新能力，“十二五”期间将重点探索黑洞、暗物质等宇宙的奥秘。　　空间科学是以航天器为主要平台，研究发生在日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、天文、化学及生命等自然现象及其规律的科学，是蕴含重大科学突破的前沿科学领域。　　据介绍，中科院“空间科学”先导专项将开展空间科学卫星关键技术研究、空间科学卫星的研制、发射和运行，以及科学卫星上天后的科学数据应用，构成空间科学任务从孵育、前期准备、技术攻关到工程研制、成果产出的完整链条。　　“十二五”期间，“空间科学”先导专项将重点针对黑洞的性质及极端条件下物理规律、暗物质的性质、空间环境下的物质运动规律和生命活动规律、太阳爆发等太阳活动对地球空间环境的影响和检验量子力学完备性等方面开展研究，实现科学上的重大发现和突破，深化人类对宇宙和自然规律的认识。　　中科院还将通过这一专项的实施培养一支达到国际水平的科学研究队伍和先进探测仪器的研制队伍，为我国空间科学今后的持续发展奠定基础。(记者 吴晶晶)

据美国太空网报道，每当夜幕降临，抬头仰望漫天星辰，人们会不禁感叹宇宙的广袤。但是你是否知道，宇宙中所能观测到的所有恒星、行星和星系，加在一起的总质量还不到整个宇宙质量的4%。宇宙中96%的部分是由一些神秘的物质组成的，科学家们看不到，探测不到它们，甚至无法想象出它们的摸样。　　这些神秘物质被称作暗物质和暗能量。尽管看不见摸不着，但是它们会对“可见宇宙”施加引力影响，而这种影响是能够被察觉到的。而暗物质和暗能量本身则仍然隐匿于黑暗之中，无影无踪。　　5月9日，在一场在美国纽约城市大学举行的演讲中，科学作家理查德•帕内克(Richard Panek)说：“宇宙主要的组成部分是什么？谁知道呢！”他继续解释说：“现在我们对此一无所知，也或许我们永远都搞不明白这个问题。”　　在帕内克的新书《4%的宇宙》中，他为读者们回顾了暗物质和暗能量的发现历程。这是一个充满惊奇的科学发现历程，也是一条科学家们互相激烈竞争，希望首先揭开谜底的探索之路。　　暗物质　　科学家们最早察觉到宇宙中可能还存在我们所看不到的物质，是在上世纪60~70年代。维拉•鲁宾(Vera Rubin)是美国华盛顿卡内基研究院地磁系的一位年轻的女性天文学家，当时她正在对星系中不同位置的恒星运动情况进行研究。　　根据牛顿的经典物理学，位于星系外部边缘的恒星，其运动速度应当相对较慢，而位于靠近中心部位的恒星运动速度较快。但鲁宾却观察到了让她震惊不已的情形：这些星系中不同位置的恒星根本没有显示出任何速度上的差异，它们似乎都以相同的速度围绕星系中央运行。　　帕内克解释说：“这意味着星系应该会被撕裂，分崩离析。因为这不符合引力理论，是完全不稳定的。鲁宾于是认定，自己一定是什么地方出错了。”

20世纪30年代，弗里兹·兹威基极富幻象的提出了宇宙中存在“暗物质”的假设，尽管当时不被人接受，但越来越多的证据都指向它真的存在。70多年过去了，地球上建起十几个寻找暗物质的实验室，科学家们大海捞针似的撒网，暗物质依然悬念重重。我们不得不感叹“宇宙太深奥了，不肯将‘秘密’一下子泄露给我们。”20世纪初以来，越来越多的科学观测证据表明，在宇宙中，我们已知的物质只占有5％，剩下约25％来自暗物质，而约70％来自暗能量。可以说，暗物质和暗能量是21世纪最大的科学谜团。

国际先驱导报 2004年7月14日暗物质和暗能量是当代宇宙学未解的两大谜，也决定着宇宙的最终命运，最新的理论表明：它们可能是一种东西。 在过去几年间，科学家发现宇宙似乎充满着不是一种而是两种看不见的成分——暗物质和暗能量，它们占了宇宙整个物质构成的绝大部分，根据最新的估计，在宇宙构成中，暗能量占了75%，暗物质占23%，常规物质和能量只占2%。 ■ 两大谜团合二为一 1970年代，天文物理学家为解释星系的运动提出，一类看不见的粒子存在于星系周围，这类粒子随后被称为“暗物质”。根据天文观察资料，科学家们估计宇宙中暗物质有常规物质的10倍之多。对暗物质的一种解释是，它们是由一类新的粒子“弱相互作用大质量粒子”（简称WIMP）组成的，这种粒子不能发光，并和常规物质几乎不发生相互作用。迄今科学家们已做了大量实验来搜寻这类粒子存在的证据。 1998年以来，为解释宇宙加速膨胀运动，一些科学家又提出“暗能量”概念，认为暗能量作为一种巨大的斥力在推动宇宙加速膨胀。 揭示宇宙中这两种“黑势力”之谜成为了当前宇宙学的最大一个热点。日前，美国范德比尔特大学的理论物理学家罗伯特谢勒提出一个新模型，把这 两个谜缩减为一个，即认为暗物质和暗能量只是单一一种未知力量的两个方面。6月30日一期《物理学评论通信》杂志上刊载了描述他的这一模型的一篇文章。 他说：“思考这个问题的一个方式是：宇宙充塞着一种看不见的流体，这种流体会对常规物质施加压力，并改变宇宙扩张的方式。” 谢勒认为，他的这一模型极其简单，并可避免先前试图把暗物质和暗能量统一起来的一些理论模型中的困难。 ■两个不同的演化阶段 谢勒在其理论模型中，把暗物质和暗能量统归为一种称为“标量场”的奇特能量形式。这种能量场有着严格的定义，而且性质复杂。在此，“场”是指一种具有能量和压力、遍及整个空间物理量。宇宙学家最先是用标量场来解释宇宙大爆炸之后的暴涨过程。根据暴涨理论，宇宙在大爆炸后即经历了一个持续时间不到一秒但暴涨了几万万亿倍的急剧膨胀过程。 谢勒在其模型中引入了一个第二代标量场，称为“K-本质”。“K-本质”这一概念是由普林斯顿大学的理论物理学家保罗斯泰恩哈德等人为解释暗能量而提出来的，但谢勒是第一个指出一种简单的“K-本质”标量场也可以用来解释暗物质的人。 科学家们之所以提出“暗物质”和“暗能量”两个不同概念，原因是它们的表现不同。暗物质好像有质量并会形成巨大的团块，宇宙学家事实上计算出这些暗物质团块的引力作用在使常规物质形成星系的过程中起了关键作用。而暗能量相反地似乎是没有质量的，并均匀分布在整个宇宙空间，其作用与引力相反，是一种斥力，把宇宙推散开来。 “K-本质”标量场能随时间而改变其行为。谢勒在研究一种非常简单的“K-本质”标量场——其中潜在的能量是固定的——时，发现这种标量场在其演化的某一个阶段时会发生团聚，导致看不见的暗物质粒子的效果，而随后在另一个阶段则会均匀分布在整个空间，具有暗能量一样的性质。 谢勒说：“这个模型在一段时间很自然地演化成一种像是暗物质的状态，然后又进到像是暗能量的状态。当我认识到这一点时，我想，‘这看来很有启发意义，值得好好研究一下。’”于是，谢勒更详尽地检查了这个模型，发现它不会产生先前那些试图把暗物质和暗能量统一起来考虑的理论模型的困难。 ■我们处在一个特殊时期吗？ 最早描述暗能量的理论模型是修改广义相对论，引入“宇宙常数”这个量。“宇宙常数”是爱因斯坦建立静态宇宙模型时提出的一个概念，为的是和引力作用平衡，防止这样的宇宙模型在引力作用下收缩成一个点。但是，在天文学家观察到宇宙在膨胀后，爱因斯坦放弃了这个概念，因为他觉得这个概念已经不必要了。现在一些解释暗能量的理论模型重新引入“宇宙常数”概念，可以在很大程度上说明暗能量所导致的效应，但是这并不能解释暗物质。 一种试图把暗物质和暗能量统一起来的努力是恰普雷金气体模型，这种理论模型以一位俄罗斯科学家上世纪30年代的工作为基础，能够先形成类似暗物质的状态随后形成类似暗能量的状态，但它不能说明星系的形成过程。 今年初，哈佛大学的尼玛哈卡尼-海默等人也提出了一种把暗物质和暗能量统一起来的模型，他们认为暗物质和暗能量是由一种看不见的、无所不在的流体的不同行为导致的，他们把这种流体称为“幽灵冷凝物”。这个模型和谢勒的模型有类似之处。 谢勒本人承认，尽管他的模型有许多积极特征，它还是有一些缺陷。例如，它需要特别细微的“微调”才能使模型工作。谢勒本人还警告说：还需要进行更多的研究来判断该模型的表现是否和其他观察材料相一致。另外，这个模型也不能回答这样一个“巧合”问题：为什么我们生存在一个计算所得的暗物质和暗能量的密度大体相当的时期？许多科学家怀疑这是否意味着目前的时期有什么特殊之处。

请讲讲宇宙暗物质能量真的存在么 作者 苟文俭 李政道教授是世界著名的美籍华人物理学家，他在量子场论、基本粒子理论、核物理、统计力学、流体力学、天体物理方面的工作都颇有建树；他出版过《粒子物理和场论引论》、《物理的挑战》、《对称，不对称与粒子的世界》等8部学术专著；他不仅仅只是与杨振宁教授一起，以弱作用下宇称不守恒的发现获得了1957年诺贝尔物理学奖，也还获得了爱因斯坦科学奖、中国国际合作奖、纽约科学院奖等14个有国际知名度的大奖；他曾被美国普林斯顿大学、香港中文大学等13个世界知名大学授予了名誉博士，也是中国科学技术大学、暨南大学等15个我国知名大学的名誉教授；他也还是美国国家科学院、中国科学院等15个世界知名科学院的院士及大学的特邀讲座，2006至今，也还一直担任着北京大学高能物理研究中心主任。 李政道教授在世界范围内产生了重要影响，是道道地地的当今物理学大师，也是我们华人的骄傲。（一）2009年5月27日，大师李政道教授在上海交通大学闵行校区菁菁堂、做了“以天之语，解物之道”的演讲（见网页http://www.sjtu.edu.cn/newsnet/shownews.php?id=21481）。按李教授的说法，他的演讲就是“了解一些天跟天之间的语言，从这个了解来解对物质的道”。我怀着极大的兴趣与热诚读完了这篇讲稿后，明白了大师是把宇宙暗物质暗能量作为了“解物之道”的研究对象，对此就特别想给他一点建议。李教授在该演讲中说：宇宙还有我们不了解的25%是暗物质、70%是暗能量，认为了解暗物质暗能量是今天物理学的最大挑战。从这个演讲可知，他认为“解物之道”也就是去了解宇宙中约95%的暗能量（也包括暗物质）。对此李教授首先对宇宙为什么有暗能量做了探讨，认为宇宙有暗能量的原因，是因为在我们所说的宇宙之外可能还有很多宇宙，我们可以用其他方法来把它找出来。同时，李教授还介绍了他最近的一篇论文，提出了如何在实验中观察暗能量的设想，认为宇宙中的暗能量可能有相变，可以与核能相关连，设想如果把 100Gev的高能原子核对撞，这就可以产生密度突然增加的真空，也形成了真空自由度的骤然增加，这样我们就可以观察到暗能量存在的相关特征。（二）把宇宙暗物质暗能量作为“解物之道”的研究对象，但暗物质暗能量真的存在么？我们知道，暗物质暗能量是为了满足现存宇宙学理论形式化表述的需要人为设定的，如下所述，我们有充分理由质疑它存在的真实性。1、人为设定70%的暗能量，依据于形式化表述中的这种逻辑前提：光子运动的宇宙学红移形成于星系的退行运动，那么这种逻辑前提正确吗？对此我们可以从这两个方面考虑：（1）由于光子运动速度有与光源运动无关的特征，那么对光子运动频率、是否也有与光源运动无关的特征呢？其答案当然也可以是肯定的。（2）光子在漫漫宇宙真空中运动，由于真空具有物质性，那真空物质会不会对运动光子构成某种阻尼作用、使其能量不断丢失而引起红移呢？该答案同样也可以是肯定的。因此，光子运动的宇宙学红移并不一定就是因为星系有退行运动；宇宙有暗能量的人为设定的逻辑前提不可靠，宇宙有70%的暗能量不一定是真实的。2、人为设定25%的暗物质，所依据的在形式化表述中形成的逻辑前提是，星系中恒星的转动形成于万有引力作用。这是否也如此呢？对此我们质疑的充足理由是：星系只能在运动中产生，因此现实的星系必然有某种初始运动，因此对组成星系的恒星，它们也就完全有可能保持产生星系的这种初始运动。这也就说明：星系中恒星的转动并不一定都形成于万有引力作用；宇宙有暗物质的人为设定的逻辑前提不可靠，25%是暗物质不一定真实存在。上述陈述表明，对宇宙中约95%的暗物质暗能量是否真实存在，我们应当高度质疑。（三）我们现实的可观察宇宙，都形成于可观察的所谓普通物质；现代物理学对宇宙物质存在统一性探索的已有实践充分说明：构建理论的描述依据和形式化表述的逻辑前提，都只能是普通物质，而决不是所谓的宇宙暗物质暗能量。因此，作者就特别有如下两个想法：1、解“物质的道”的首要目标，就是要揭示宇宙物质存在的统一性，由于在这种探索中，理论的描述依据和逻辑前提都是普通物质，因此，解“物质的道”的研究对象，就只应当是普通物而非宇宙暗物质暗能量。2、在宇宙中，对人为设定有约95%的暗物质暗能量的逻辑前提进行探究；因为这将有可能改变当今宇宙学的研究方向，是意义特别重大的课题，因此特别需要象李教授这样的物理学大师参与，请对我们讲一讲，宇宙暗物质暗能量真的存在么？

新牛顿宇宙 第五章 暗物质5.5 重子暗物质旋涡星系的旋转曲线在星系的发光区域之外是通过对中性氢发射的21厘米谱线观测才被发现的，因此在星系的发光区域之外中应当存在有由‘中性氢’和星际尘埃组成的气体团。这些在星系的发光区域之外的由‘中性氢’和星际尘埃组成的气体团，只是被宇宙学家所承认的‘星系暗晕’中很小的一部分。在‘星系暗晕’所处的区域中，除了存在有这些由‘中性氢’和星际尘埃组成的气体团之外，也还存在有弥散的高温电离气体。因为高温电离气体同样也是几乎不发光，同时这些高温电离气体还不发射21厘米谱线，因此它们比‘中性氢’气体团更难被观测到，但它们的含量却要比‘中性氢’含量大得多。以银河系为例，已被观测到的‘中性氢’含量大约只有恒星质量的1/10，而把高温电离气体计算在内的‘星系暗晕’质量，大约是恒星质量的10倍。如果把这些几乎不发光的‘中性氢’和高温电离气体计算在内，完全可以解释旋涡星系的旋转曲线为什么在发光区外没有随距离下降而是平坦的延伸。因此，由旋涡星系的旋转曲线推断出来的暗物质实际上就是这些几乎不发光的‘中性氢’和高温的电离气体，是普通的重子物质。因此对旋涡星系，典型的质光比为M /L ≒2～15就没有什么好奇怪。理论物理学家和宇宙学家之所以把暗物质看成是20世纪物理学家头上的一片乌云，完全是由于理论物理学家和宇宙学家毫无根据地硬要把暗物质和非重子物质联系起来而导致的结果。天文学家没有在椭圆星系中观测到星系的旋转曲线。因此宇宙学家认为，椭圆星系不存在如同旋涡星系那样的整体旋转。但前苏联塔尔图天文台于1974年初在分析105个星系-伴星系系统的速度弥散度时发现，椭圆星系应当存在有星系冕。这些‘星系冕’如同太阳的日冕一样，是由高温电离气体所组成。因为它们不发射21厘米谱线，因此高温电离气体比‘中性氢’更难被观测到。天文学家观测到椭圆星系成员恒星的红移有较大的弥散。由此天文学家推断出椭圆星系的成员恒星存在有较大的无规则运动。但由于有星系冕的存在，我们实际观测到的椭圆星系内恒星的逃逸速度，要比原先没有考虑星系冕时估计的逃逸速度要高得多。因此，椭圆星系的成员恒星虽然存在有较大的无规则运动，星系仍然可以维持稳定。椭圆星系的质光比约为M /L ≒50~100。这些被称为‘星系冕’中的高温电离气体，同样也和‘中性氢’一样，只是几乎不发光的普通重子物质。这个说法也和对后发星系团的观测结果可以相互印证。在后发星系团的星系际空间中，存在有大量的高温电离气体，这些高温电离气体是在Zwicky发现所谓暗物质多年，射电天文和X-射线天文发展起来后才被天文学家所观测到的。射电天文和X-射线天文的观测证明，这些能够发射X-射线和无线电波的高温气体才是星系团中普通物质的主体。后发座星系团里的成员星系，在星系团的内部区域，大部分都是椭圆星系，只有在星系团外部才有较多旋涡星系。因此，在椭圆星系发光区域外面存在有高温气体的‘星系冕’是非常自然的现象。后发座星系团像椭圆星系那样，具有和椭圆星系一样高达10～100的质光比也就不足为奇了。由此可见，在椭圆星系和后发星系团中，所谓暗物质也只是由普通的高温电离气体，是重子物质，并不是存在有什么特殊性质的非重子物质。参考文献63 后发星系团地址：[url]http://baike.baidu.com/view/54986.htm?fr=ala0_1[/url]

暗能量是宇宙中一种神秘的力量，对暗物质的重力作用。暗能量通过拉开星系之间的距离，让它们远离彼此，从而防止被称为星系团的特大结构体形成。

暗物质[~121679~][em0813][em0813]

几十年前，当暗物质首次被科学家提出时，它只是一个理论性、且具有争议性的产物。随着时间的推移和科学的发展，一些科学家逐渐接受了暗物质的存在，并认为宇宙中3／4的不可见神秘物质就是所谓的暗物质。日前，一组研究暗物质的科学家小组首次绘制出暗物质分布图，找到证据证明暗物质是链接宇宙的“蜘蛛网”。这项研究结果由参与研究的爱丁堡大学凯瑟琳·海门斯博士在美国天文学会的年度会议上提出。　　据悉，研究小组通过位于夏威夷的“加拿大－法国－夏威夷联合望远镜”(CFHT)对分布在4个区域内的1000万个星系进行观测，通过暗物质能够扭曲星系团中的光线这一原理寻找其“芳踪”。　　经过5年的研究，科学家们绘制出一幅长达十亿光年的庞大暗物质分布图。研究人员发现，一张暗物质“网”在宇宙中延伸，并在各个星系中相互交织。他们认为暗物质是使各个星系联系在一起的“蜘蛛网”。没有它，宇宙或将不会以现在的形式存在。　　虽然暗物质之前也经常被科学家们绘制出来，但只是以模拟的形式进行。这组科学家们绘制出的暗物质分布图使人们首次得以一睹暗物质的真实“风采”。

据目前所知，宇宙能量中仅有约4.6%是由重子物质（正常原子）构成，23%由暗物质构成，剩下约72%由暗能量构成。而且，在可见宇宙中，几乎所有的重子物质都是物质（重子带正电荷）而不是反物质（重子带负电荷）。物理学家最近提出了一种新机制，能同时解释宇宙中的重子不对称和暗物质密度。 　　提出新机制的研究小组包括美国纽约布鲁克海文国家实验室和英属哥伦比亚大学的科学家，研究发表在最近出版的《物理评论快报》上。他们称这种新机制为“原质起源论”（hylogenesis）。