天文学家预测 银河系暗物质相撞或将产生新星系
2014-01-07 21:02:27
【科技讯】1月7日消息，据外国媒体报道，近日，最新的天文观测结果表明我们的星系银河系目前正在与一个黑暗的、高密度氢气形成的暗物质云“史密斯云”急速的接近，有可能会发生一次“亲密接触”，并导致一个全新的星系形成。
研究表明：银河系将与暗物质星系发生一次超规模碰撞
此前，科学家大胆的预测，这种碰撞不会发生。但是事实上，科学家们根据观测结果认为，这种情况可能就要发生了。而且，这种暗物质星系的质量大约是太阳质量的百万倍，也许碰撞会引发更多的新物质产生。科学家表示，这种暗物质的密度和内部结构还解释了为什么在宇宙中存在有这些暗物质星系。
而且科学家表示，这种高速度云（HVC）不是第一次与银河系发生碰撞，它们已经通过了银河系好几次。天体物理学家确认，在过去大约7000万年前，这种暗物质星系就通过了一次银河系（与银河系发生碰撞），并且在过去也有很多次的接触。而且，估计在过去，这种暗物质星系具有更大的质量。科学家甚至怀疑，在过去的某一次碰撞中，银河系的核心结构受到了这种暗物质星系云的影响，被大质量的碰撞爆炸产生的能量而分开。
澳大利亚悉尼大学的一个研究小组在一项有关暗物质的研究中发现，此次和银河系碰撞的暗物质云的质量至少是以前的100倍。按照科学家的推算，这种被称为“史密斯云”的暗物质星系会影响那些有45度角的星系，在碰撞中会触发一个中性的氢超壳（super-shell）或者形成一个恒星形成的能量爆发，而这些结果都将在银河系的核心部位产生。
这项发现已经引发了天文学领域的关注。对于暗物质云的研究，有助于帮助科学家确定大约1000多颗矮星系，已经那些困扰银河系的诸多谜团。科学家表示，不仅仅是陨石彗星与地球相撞会毁灭世界，必须还要关注那些天空中更多的神秘物质与银河系碰撞。但是，科学家还是怀疑，史密斯云也许只是一种无形的暗矮星系，这种结构的暗物质是否在宇宙中，特别是我们银河系周围存在，人类还必须继续探索

地球周围覆盖的暗物质厚度达191公里（图）
2014-01-17 15:23:31
　　【科技讯】1月17日消息，科学家最新研究发现地球周围的暗物质晕厚度可能达到191公里，跨度在7万公里左右，暗物质占据全宇宙质能的27%，是宇宙加速膨胀的关键因素之一
　　来自德克萨斯大学的研究人员本·哈里斯通过对卫星数据的研究发现，地球周围或存在一个巨大的暗物质晕，其厚度可能达到191公里，接近120英里，跨度在7万公里左右，大约为4.3万公里。发现暗物质线索的来源是研究人员在计算地球引力时发现了一些微小的误差，由于引力与地球质量之间存在关联，进而推出地球质量存在大约0.005%与0.008%的误差，将这些质量换算到暗物质上就可以计算出地球周围暗物质的规模。
　　科学家认为地球周围存在暗物质，但是没有发现具体的证据，现在大量来自全球定位系统的卫星数据显示，地球周围可能存在奇怪的物质，导致我们的地球比预先估计的要重一些。本·哈里斯教授认为由于暗物质的存在，可对地球的引力产生影响，在此之前，科学家也发现太阳周围存在暗物质，而暗物质也被认为是宇宙加速膨胀的作用因素之一，其“填充”在星系与星系之间，如果我们能发现暗物质的奥秘，那么就可以在一定程度上揭开宇宙加速膨胀之谜，对宇宙演化具有重要的意义。
　　暗物质占据全宇宙质能的27%左右，尽管科学家花了大量的资金进行研究和实验，但现在仍然没有证实暗物质粒子到底是何物，2009年，来自普林斯顿高级研究所的研究人员认为空间飞行器飞离地球时出现微小速度变化可以用来解释包围在地球周围的暗物质。除了美国的全球定位系统外，俄罗斯的GLONASS和欧洲伽利略导航系统卫星都可以察觉到由于暗物质所带来的微小引力变化。
　　暗物质具有引力效应，星系周围的暗物质可对星系的旋转速率起到关键性的影响，如果宇宙中星系周围存在暗物质，那么位于旋臂上的太阳系也很有可能存在暗物质，本·哈里斯教授认为可以进一步对全球定位系统的卫星进行调试，来发现暗物质存在的清晰证据。
　　科学家同时也进行了多项实验来寻找暗物质，比如大型地下氙实验、空间站磁谱仪等，有研究称我们之所以还没有发现暗物质，是因为目前探测器的灵敏度还不够。

研究称太阳内部或许正在积聚暗物质(图)
2014-03-03 21:19:14
资料图：NASA太阳动力学观测卫星拍摄到的太阳照片
　　据国外媒体报道，一项最新研究显示，太阳也许是网罗暗物质的大网。如果暗物质恰好具有某种特定形态，它将能够在这颗距离我们最近的恒星内部积聚，并以一种能被我们观测到的形式改变热量在太阳内部的传递方式。
　　暗物质是一种神秘的物质，它构成宇宙中物质总量的83%，但却不和任何电磁力发生作用。虽然暗物质的量要比我们通常意义上的常规物质多5倍，但人类的肉眼以及任何一种已发明的望远镜都无法看到它。物理学家之所以知道它的存在，完全是因为它对于常规物质施加的引力影响。暗物质使星系快速旋转而不致被自身离心力撕裂，并且对诸多宇宙大尺度结构的形成产生影响。
　　目前的暗物质探测器所寻找的目标是弱相互作用重粒子(WIMP)，它仅和弱核力和引力作用有关。依据广为接受的理论，大多数实验设备都旨在寻找一种较质子质量大100倍左右的粒子。但事实上另一类粒子也不能排除，那就是弱相互作用重粒子的反粒子，当两颗弱相互作用重粒子相遇，他们将发生湮灭反应，消失无踪。
　　“这是一个常常困扰我的问题”，来自牛津大学的宇宙粒子物理学家苏比尔·萨卡尔(Subir Sarkar)说。如果大爆炸时产生了相同数量的物质和反物质，它们应当早已经“相互消灭”了。“很显然这并没有发生，我们在这里就是最好的证明”，他说，“因此必定有某种机制使物质产生的量胜过了反物质的量，从而使得在反物质全部消失之后还能有一小部分物质幸存下来。”
　　萨卡尔认为，不管是什么机制，既然它对物质战胜反物质产生影响，那也应当对暗物质起到同样的作用。如果暗物质的演化历程和常规物质类似，那么它应当要比现在实验预料的质量要轻的多，大约仅有5个质子质量。这是一个非常有提示性的数字，萨卡尔说。“如果它(指暗物质)的质量增加5倍，那么其丰度也会增加5倍，这就是暗物质，”他说道，“这就是在我看来对暗物质最简单的解释”。
　　但问题在于，这些更轻的粒子更难使用现有实验设备进行探测。在发表于7月2日的《物理评论快报》上的一篇论文中，萨卡尔及其牛津大学的同事麦兹·弗兰德森(Mads Frandsen)提出了另一种寻找这种更轻暗物质的方法：去太阳里找。
　　

因为较轻质量的暗物质相遇时不会相互湮灭，因此太阳应当可以收集到很多粒子，就如同滚雪球可以越滚越大一样。“太阳已经绕着银河系旋转了50亿年了，他会在运行过程中吸附很多的暗物质”，萨卡尔说。暗物质的集聚可以解决太阳物理中的一个困惑，即“太阳组分问题”。对太阳表面震动的精密观测显示太阳内部热量传导至表面所用的时间要比标准模型预计的时间短。而仅和同类粒子发生反应的暗物质的参与也许可以解释这一现象。常规物质的光子和粒子在它们向太阳表层运动时会相互碰撞，因此光和热要花上数十亿年的时间才能逃离太阳。但对暗物质而言，其他常规物质都虚若无物，因此它们在往太阳表层运动时遇到的阻力就小，也因此能更有效的传递热量。“当我们进行计算时，我们惊喜的发现这是正确的”，萨卡尔说，“暗物质可以传递足够的热量，从而解决太阳组分问题”。
　　接下来，萨卡尔和弗兰德森计算了充斥暗物质的假设会对太阳释放出的中微子数量产生何种影响。他们发现中微子的流量将出现数个百分点的变化。这并不大，萨卡尔说，但却足以被两个不同的中微子探测器探测到——一个在意大利，叫“太阳中微子实验”(Borexino)，另一个位于加拿大，叫萨德伯里中微子天文台(SNO+)——它们不久即将投入运行。“这是一个猜想，但却是可以验证的”，萨卡尔说。“而且用来验证它的设备很快就要完工了，我们不必为此等上20年。””关于轻质量暗物质影响太阳行为的想法“在我看来，并不十分离谱”，来自伊利诺伊州费米国家实验室的物理学家丹·霍普( Dan Hooper)说。“我看了他们的数据，看起来很不错。”
　　来自暗物质探测器的一些令人困惑的结果暗示这些轻质暗物质也许已经被探测到了。今年早些时候，明尼苏达州一个矿井中的设备：相干锗中微子技术(CoGeNT)探测到一个7倍于质子质量的粒子信号，虽然他们目前还不能确定这是否是暗物质。而另一个位于意大利的设备“暗物质”(DAMA)也报告了类似的结果。
　　“有说服力的证据正在不断累积”，那就是暗物质仅仅是几倍于质子质量的粒子，霍普说。“现在还不能下定论，但如果这些数据是正确的，也许明年我们就能更有把握一些了。”
　　最新数据：常规的物质占宇宙物质密度的5%，暗物质占25%(5倍于常规物质)。剩下的70%是暗能量。

宇宙中神秘物质暗物质 银河系中心疑似存在
2014-04-09 11:40:46
北京时间4月9日消息，据《赫芬顿邮报》报道，科学家们认为他们已经又向着揭示暗物质本质的方向迈进了一步。
暗物质是充斥宇宙的一种神秘物质，科学家们对其知之甚少。而近期的一项研究显示，银河系核心产生的高能伽马射线辐射量无法仅仅通过传统的途径——如超新星遗迹，高速转动，密度超高的中子星等现象进行解释。这种高能辐射的“过量”可能正是由于暗物质粒子之间的碰撞产生的。
论文合著者，美国麻省理工学院的理论物理学家翠西·斯莱特尔(Tracy Slatyer)表示：“这是一个令人兴奋的信号，尽管到目前为止我们还需要进一步的研究，但在未来我们或许将会回忆说这是人类第一次观察到暗物质湮灭现象。”
科学家们认为暗物质构成了宇宙中物质总量的80%——之所以将它称作暗物质，是因为它不会吸收液不会发射光线，因此也就无法直接使用望远镜对其进行观测。但它会对周围空间施加引力影响，因此我们能“感觉”到它的存在。
伽马射线是宇宙中能量最高的光——同样提供了另一种可能得观测手段。很多科学家认为暗物质的主要成分是所谓弱相互作用大质量粒子，或称“WIMP”。理论认为某些种类的WIMPs在相互碰撞时会发生湮灭反应，而其它种类则会产生快速衰变的次级粒子。但不管是哪一种情况，在这一过程中都会产生伽马射线辐射。
在这项最新研究中，研究人员使用美国宇航局的费米伽马射线空间望远镜对银河系中心进行观测。观测显示在距离银河中心向外延伸到至少5000光年远的范围内都存在伽马射线辐射的过量。
论文第一作者美国费米实验室的天体物理学家丹·霍普(Dan Hooper)表示：“这次观测的数据让我们得以分析这种辐射的过量并检验传统途径是否能够解释这种过量，如未发现的脉冲星或星际气体云中宇宙线粒子的撞击作用等等。”他说：“但我们发现这个信号无法用目前已知的情况来解释，但却与非常简单的暗物质模型相当吻合。”

研究人员指出这种信号可以用暗物质粒子之间的湮灭反应来解释，其质量在310~400亿电子伏特之间。斯特莱尔表示：“这一质量区间的暗物质可以被直接被大型强子对撞机(LHC)探测到，因此如果这果真是暗物质的信号，那么迄今我们都没有得到检测结果这一点本身便已经说明了它的很多信息。”
当然，研究组并不是说他们就已经探测到了暗物质，他们还需要大型强子对撞机或其他直接实验或观测结果来证实他们的发现。论文合著者哈佛-史密松天体物理中心的道格拉斯·芬克贝纳(Douglas Finkbeiner )表示：“我们的这项工作很像是做排除法——我们做了一份表单，然后逐项排除各种可能性，最后只剩下暗物质了。”

NASA数据解读神秘的暗物质 未来或可揭秘其构成
2014-04-15 14:59:46
暗物质研究是宇宙学中最具挑战性的课题，几十年来科学家一直在试图找出这种无形的物质到底是什么，以弥补人类对宇宙的认知空洞。日前，美国国家航空航天局（NASA）下属费米太空望远镜的最新公开数据，最终可能会为这一神秘物质提供一些答案。这些新数据被认为是对暗物质展开研究以来所获得的“最引人注目”的信号。
暗物质在宇宙尺度上影响了宇宙的历史，其基本性质则需要基础物理来解释。但暗物质的寻找过程甚是艰难，对于人类来讲它实在很“暗”：我们根本看不到暗物质发光，亦看不到它辐射其他粒子。其存在的证据一直是通过引力得来，而其存在的形式（以粒子形式存在或是处于人类尚未知晓的状态）若能得以揭秘，不仅将是现代物理学的重大突破，亦会使人类的天文、物理教科书随之改变。

据英国《每日邮报》在线版近日消息称，美国费米国家实验室丹·胡珀和他的同事，自2009年以来一直在研究我们银河系心脏地带的一个信号，他们现在相信该信号是由暗物质粒子相互碰撞产生的。团队使用了来自费米伽马射线太空望远镜（FGST）的数据，而在矮星系附近做出的类似检测，进一步表明该理论可能是正确的。但为了证实他们的发现，科学家还必须排除其他的可能性，譬如，要确定这不是来自于一个遥远的脉冲星或快速旋转的恒星所产生的伽玛射线。
丹·胡珀在接受英国《新科学家》杂志采访时表示，这些新数据是人们对暗物质展开研究以来所获得的“最引人注目”的信号。而他们拍摄到的银河系中心多余伽玛射线辐射的一张伪色图（false-colour），显示的很可能正是暗物质粒子的碰撞结果。
目前，研究人员已将脉冲星从信号来源的候选名单中排除。如果他们的研究结果最终被证明是正确的，不但会带来首张暗物质图像，还将揭秘暗物质的构成。但也会出现一些棘手问题——如果暗物质正在我们星系的中心被生产出来并发生着碰撞，那么关乎其质量的判断，就与我们以往在实验室中产生一些暗物质证据相互违背。

科学家用暗物质和外星人一起建虫洞 暗能量充当“钥匙”
2014-04-28 11:22:15
【科技讯】4月28日消息，据最新报道，暗能量可以充当打开虫洞的“钥匙”。爱因斯坦的重力理论或许能为我们解释这种奇特的力量，使我们有机会创造稳定存在的虫洞，从而快速地穿梭于广袤宇宙。
但是，人工建造虫洞并不容易，或许需要和外星人沟通。因为他们可以通过引力波，穿越时空给我们传递消息。
宇宙膨胀的速度不断提高。根据先前的理论，存在这么一种名为“暗能量”的神秘力量在驱动这种变化。爱沙尼亚塔尔图大学的曼努埃尔·霍曼一直在研究其他的可能性，他的理论术语叫多参重力（multimetric gravity）。他在自己的理论中，参考粒子物理的基本模型作出了一些改进模型，每个模型之间又有细微的属性差别。
粒子乐园
在霍曼的模型中，粒子互相作用组成了各种物质。但是这些模型中的粒子只是通过引力互相作用，而不是像暗物质。要知道，看不见的物质被认为弥补约80％的宇宙物质。这种作用方式的区别在于由不同多参物质组成的两种粒子之间，会互相推挤，而不是相互粘连。
曼表示，这个理论也可以用于制造虫洞。大多数制造稳定虫洞的方案都需要用到负能量。但谁也没见过这种所谓的负能量。可是，如果以等量的规则且具排斥性的物质建造虫洞，就有可能取得成功。
为了打造出这样的虫洞，不同物质组成的文明需要进行合作，而且只能通过引力波进行交流。
银河“污点”
霍曼提到：“每个文明都必须掌握操纵太阳系统的技术，以产生这种波。除此以为，还需要一个有效的波动检测器来监听这种通讯。”换言之，别指望最近就能有实际建设性的成果。
一般的大规模的星系可以扭曲时空，聚集光线，“放大”它们之后的物体，有点像我们使用的放大镜。而暗物质银河由于排斥的特性，将发散光线，在宇宙虚空中“涂抹”出一道“污点”。未来，天文望远镜或许能观察到这样的“污点

法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的里安·巴劳（Aurélien Barrau）认为：“从纯数学角度来看，霍曼的理论很先进，而且相当优雅。但从物理学角度来看，并没有多少说服力。多参重力理论是对广义相对论的过分延伸。”如果这一理论所言非虚，建设这样一个虫洞就需要霍曼所描述的苛刻条件。
霍曼本人也承认这一方案存在困难之处，但他更坚信，如果暗物质宇宙存在，我们可以发现并找到它们。

宇宙中最神秘的未解之谜：暗物质灭绝了恐龙？
2014-05-02 13:30:14
　　科学家目前发现小行星对地球文明构成了巨大的威胁，一颗体积较小的小行星就可以轻而易举地摧毁一座城市，仅仅是俄罗斯发现的陨石雨事件就造成了地面人员伤亡和财产损失。现在，科学家发现小行星还有可能受到另一种因素的制约，这就是暗物质，来自哈佛大学的研究人员称袭击地球的小行星可能由暗物质“驱动”，导致了恐龙等生物的灭绝。除了小行星外，流星或者陨石雨也有可能受到暗物质的干扰，进而撞击地球。
　　暗物质被认为是宇宙中最神秘的未解之谜之一，其占到了宇宙物质的六分之五，但是我们却对暗物质几乎没有太多的了解，目前我们发现暗物质可通过引力与其他天体发生相互作用，这也是暗物质可被我们发现的渠道之一。比如在星系周围聚集的暗物质群可拖延星系的旋转速度，这一点科学家很早就有所察觉，最近科学家还发现在银河系盘面中心附近在大约35光年厚的暗物质结构，并且被银河系盘面所分割，这样太阳系在围绕银河系做公转运动时可穿过这片区域。

　　科学家认为这片暗物质盘结构对地球上的生命进程形成了很大的影响，比如恐龙的灭绝就有可能与之有关，过去的研究显示，地球遭受到致密陨石袭击的周期在3500万年左右，因此科学家试图发现可能导致周期性撞击事件的起因，其中一个比较有名的推论就是太阳系周围存在一个“复仇女神”天体，这是一颗伴星，周期性地改变小天体的轨道，使得地球被小行星撞击的概率增加
银河系盘面存在暗物质分布群，太阳系周期性穿过安物质群可能造对小行星轨道进行扰动
　　研究人员对过去2.5亿年的撞击坑进行了分析，结果显示直径超过20公里的撞击坑与地球穿过暗物质群有关，这就暗示小行星撞击事件可能受到暗物质的作用，当太阳系超过银河系某一位置时，这里的暗物质对太阳系构成了影响，使得太阳系内小天体轨道发生较大变化，这就增加了小行星撞击地球的概率。
　　因此，在6500万年前灭绝恐龙的小行星有可能是受到暗物质群的扰动而脱离原来的轨道，但目前的数据还是有些不完整的，需要对更多的撞击坑进行研究。如果我们能绘制银河系3D地图，那么就可以发现暗物质盘影响恒星运动的情况。

暗物质也许是导致恐龙灭绝的原因
2014-05-18 21:10:32
【科技讯】5月18日信息，据国外媒体报道，从名字上来看，暗物质听起来似乎就有着不好的预兆——而一项最新的研究暗示，它或可能在地球历史上起着颇具威胁的作用。近期科学家们对这种神秘物质的身份的解释引发了一种可能的猜想——暗物质或许是导致地球上恐龙灭绝的原因，或者至少发送了好几颗额外的彗星撞击地球。
虽然将暗物质与恐龙甚至彗星相连似乎有些牵强，但它的有趣之处在于它提出了两大开放性问题：暗物质的身份，以及彗星撞击地球是否存在一种样式可循？不得不承认，暗物质或可能帮助摧毁地球上的古代生命这一论调听上去的确非常不可思议。
天文学家认为暗物质一定存在，这是因为它的引力拖拽作用，它表现为对星系运动无法解释的拖拽作用，然而科学家们仍然不知道暗物质究竟为何物。去年美国哈佛大学的丽萨·兰德尔(Lisa Randall)和马修·里斯（Matthew Reece）和他们的同事提出了一个模型，模型表明星系内部存在稀薄的、不可见的暗物质盘。
密集盘
随着太阳系环绕星系中央，也就是银河系运转，它以大约7000万年的周期忽然出现和消失。这意味着每隔3500万年它将路经暗物质盘。兰德尔和里斯注意到这个循环令人联想到之前对彗星撞击地球的分析，后者揭示了彗星撞击似乎每隔3500万年就达到高峰。
尽管不调和的陨石坑记录使得寻找其中的模式变得艰难，但这两名科学家好奇彗星撞击和太阳系路经暗物质盘之间是否存在联系。首先，他们展示了当太阳系经过暗物质盘时，后者会对前者产生更强的引力拖拽作用。这样的拖拽力会扰乱奥尔特云，一种据称是环绕太阳系的遥远冰冻物质结合体。奥尔特云产生了一些彗星，包括世纪彗星ISON彗星，去年ISON掠日时就曾引起了一些扰乱。“暗物质盘越密集，产生的引力潮汐力的效应越强。”
其次，兰德尔和里斯观察了在过去2.5亿年间地球上直径超过20千米的陨石坑。将这些陨石坑的年龄与太阳系3500万年周期相比，结果发现在某些情况里，彗星撞击的频率高峰期与太阳系经过暗物质盘发生了紧密的重叠，而在其它情况里则不是。整体来说，分析表明暗物质更可能在陨石坑频率问题上，而非产生陨石坑的平等比率上，产生可观测到的模式。

那么，暗物质究竟有没有杀死恐龙？据称与6600万年前恐龙灭绝有关的希克苏鲁伯陨石坑并没有完全与太阳系经过暗物质盘的时间点相重合——但兰德尔表示其中仍存在足够多的不确定性，也就是说两者之间存在连接也并非不可能的。“两者发生的时间还是比较接近的，虽然并不是完美的吻合，但还是存在一定的可能性。”
更进一步的复杂因素便是陨石坑形成于彗星和小行星撞击，但只有起源于奥尔特云及其附近的彗星足够远到可以被暗物质转移。研究小组希望在未来能够区别这两种不同类型的撞击以巩固他们的分析。
意大利米兰布雷拉天文台的路易吉·福斯基尼（Luigi Foschini）表示这项理论需要进一步的详细审查。“我认为寻找尽可能多的假设是非常有意义的。”但他也很谨慎，因为无论是彗星撞击的频率模式，还是暗物质的盘状理论，目前都没有得到证实。
很快我们将了解更多有关暗物质盘的信息。近期发射的盖亚望远镜将绘制银河系内至少10亿颗恒星的运动。因为暗物质会影响它们的运动，监测暗物质盘可能存在的区域里的恒星将帮助揭示是否存在更多暗物质。

该研究所的首席研究员表示：“虽然我们没有解决暗物质的问题，但已经迈出了第一步，我们已经知道第一代恒星在模拟中发出了强烈的辐射，可将周围星际物质加热到极端高温，甚至可超过太阳表面的温度，这对恒星进一步的演化非常不利，是天体演化的重要进程之一。从侧面看，早期宇宙不稳定的环境也是星系演化的制约因素之一。”
此次研究结果，科学家发现距离地球大约2.4亿光年外出现了不明的X射线强度峰，来自一个星系团，调查结果认为这可能与惰性中微子有关，而该粒子被认为是暗物质的重要组成部分，因此有研究人员认为这是暗物质粒子的一次“远射”，让我们有机会直接接触到暗物质的本来面目。
随着越来越多先进科技的诞生，或许在不远的将来，暗物质的神秘面纱就会被人类揭开。