飛入凡間的魔鬼 有人說奥黛麗赫本是落入凡間的精靈，她的美麗永遠留在每個人的心中。熟不知，落入 凡間的不只奥黛麗赫本，還有一幫喜歡夏天，不愛冬天的魔鬼們--暗物質。 為什麼說這些魔鬼們都喜歡夏天呢，因為據觀察，他們飛入凡間的敷量是有季節性波動 的，每年的夏天，他們總是成群結隊的飛入地球，而到了冬天，他們似乎就不大喜歡地球上 的氣候了。 暗物質就像魔鬼一般存在，因為他們看不見也摸不著·讓人琢磨不透他們到底是什麼。 暗物質之所以看不見，因為他們不發射·吸收或者反射任何波長的光線，是不是有些像我們 熟悉的宇宙中的另一號大人物一黑洞呢·既然這些魔鬼們我們都看不見·又是如何知道他們 的存在的呢？說不定是科學家們搞錯了，其實並沒有他們？雖然俗話說眼晴是心靈的視窗， 我們要通過眼睛去發現世界。但是，除了視覺，我們還有嗅覺，觸覺，聽覺，味覺，閉上眼 睛依然可以通過其他感覺去感受這個世界。所以這些神秘的物質雖然是看不見的，但天文學 家通過探测他們和普通物質間的引力作用間接得知他們的存在。 有三個證據有力地證明這些神秘飛客的存在。 我們是什麼時候意識到這些飛入凡間的魔鬼的呢，最早可以追溯到1933年，一位來自瑞 士的天文學家費裡茨测量了漩渦星系中不同恒星的速度發現星系外側的旋轉速度比通過牛 頓引力計算出的速度要快，且星系的外邊緣恒星的速度之高早就該飛出了星系。可是他們卻 沒有飛出，要麼是引力理論出了錯，要麼就是有科學家們沒有探测到的有品質的物質維繫住 了這些恒星的軌道，使其不致因過大的離心力而脫離星系。畢竟，引力理論通過大量事實的 驗證，其正確性難以顛覆。於是，這些看不到的物質的一暗物質的假設順利成章地出現了。 另一個有力的證據來自引力透鏡效應。當一個天體品質非常大，就像星系團這樣，就可 以作為引力透鏡。什麼是引力透镜呢？首先，透鏡可以改變光路，起到聚光的作用。引力透 鏡也有相同的效果·它也可以改變光路，使光在引力場附近經過時就像通過透鏡一樣發生彎 曲，這種彎曲程度取决於引力場的強弱，所以在一些星系團的周圍出現許多弧線·這些弧線 是背景的星系所發出的光被通過這些弧線前方的星系團的引力扭曲，放大後所產生的像·因 為引力強弱決定了彎曲程度，所以這些弧線可以反映引力的強弱，而引力與品質相關，所以 通關研究這些弧線的大小和形状，天文學家就可以確定出星系團的品質。問題出現了，通過 弧線計算出的品質大於星系團中發光星系的總品質，那除了這些發光星系，其他有品質的又 是什麼呢？讓我們大膽的猜測，那就是看不見的暗物質。 星系團間的碰撞也是暗物質存在的證據之一。2006年，美國天文學家利用錢德拉X射線 望遠鏡對星系團進行觀測，無意間觀測到星系團之間的碰撞的過程（許多重大發現往往都來 自于無意)·星系團碰撞時·星系團中的絕大多數星系會不受影響的彼此穿撾星系團，就像 雨束光互相穿過時也不會改變兩束光之所以星系不受彼此影響是因為它們之間有很大的間 隙（就像原子中有大量間隙，於是盒瑟福散射實驗時大部分粒子通過金箔時角度沒有改變）· 天文學家使用引力透鏡間接探测了星系團中不可見物質的分佈發現它們也能不受影響地彼 此穿過。可見又是暗物質存在的有一證據
飛入凡間的魔鬼 有人說奧黛麗赫本是落入凡間的精靈，她的美麗永遠留在每個人的心中。熟不知，落入 凡間的不只奧黛麗赫本，還有一幫喜歡夏天，不愛冬天的魔鬼們--暗物質。 為什麼說這些魔鬼們都喜歡夏天呢，因為據觀察，他們飛入凡間的數量是有季節性波動 的，每年的夏天，他們總是成群結隊的飛入地球，而到了冬天，他們似乎就不大喜歡地球上 的氣候了。 暗物質就像魔鬼一般存在，因為他們看不見也摸不著，讓人琢磨不透他們到底是什麼。 暗物質之所以看不見，因為他們不發射、吸收或者反射任何波長的光線，是不是有些像我們 熟悉的宇宙中的另一號大人物--黑洞呢。既然這些魔鬼們我們都看不見，又是如何知道他們 的存在的呢？說不定是科學家們搞錯了，其實並沒有他們？雖然俗話說眼睛是心靈的視窗， 我們要通過眼睛去發現世界。但是，除了視覺，我們還有嗅覺，觸覺，聽覺，味覺，閉上眼 睛依然可以通過其他感覺去感受這個世界。所以這些神秘的物質雖然是看不見的，但天文學 家通過探測他們和普通物質間的引力作用間接得知他們的存在。 有三個證據有力地證明這些神秘飛客的存在。 我們是什麼時候意識到這些飛入凡間的魔鬼的呢，最早可以追溯到 1933 年，一位來自瑞 士的天文學家費裡茨測量了漩渦星系中不同恒星的速度，發現星系外側的旋轉速度比通過牛 頓引力計算出的速度要快，且星系的外邊緣恒星的速度之高早就該飛出了星系。可是他們卻 沒有飛出，要麼是引力理論出了錯，要麼就是有科學家們沒有探測到的有品質的物質維繫住 了這些恒星的軌道，使其不致因過大的離心力而脫離星系。畢竟，引力理論通過大量事實的 驗證，其正確性難以顛覆。於是，這些看不到的物質的—暗物質的假設順利成章地出現了。 另一個有力的證據來自引力透鏡效應。當一個天體品質非常大，就像星系團這樣，就可 以作為引力透鏡。什麼是引力透鏡呢？首先，透鏡可以改變光路，起到聚光的作用。引力透 鏡也有相同的效果，它也可以改變光路，使光在引力場附近經過時就像通過透鏡一樣發生彎 曲，這種彎曲程度取決於引力場的強弱，所以在一些星系團的周圍出現許多弧線。這些弧線 是背景的星系所發出的光被通過這些弧線前方的星系團的引力扭曲，放大後所產生的像。因 為引力強弱決定了彎曲程度，所以這些弧線可以反映引力的強弱，而引力與品質相關，所以 通關研究這些弧線的大小和形狀，天文學家就可以確定出星系團的品質。問題出現了，通過 弧線計算出的品質大於星系團中發光星系的總品質，那除了這些發光星系，其他有品質的又 是什麼呢？讓我們大膽的猜測，那就是看不見的暗物質。 星系團間的碰撞也是暗物質存在的證據之一。2006 年，美國天文學家利用錢德拉 X 射線 望遠鏡對星系團進行觀測，無意間觀測到星系團之間的碰撞的過程（許多重大發現往往都來 自于無意）。星系團碰撞時，星系團中的絕大多數星系會不受影響的彼此穿過星系團，就像 兩束光互相穿過時也不會改變兩束光。之所以星系不受彼此影響是因為它們之間有很大的間 隙（就像原子中有大量間隙，於是盧瑟福散射實驗時大部分粒子通過金箔時角度沒有改變）。 天文學家使用引力透鏡間接探測了星系團中不可見物質的分佈，發現它們也能不受影響地彼 此穿過。可見又是暗物質存在的有一證據
或許你質疑這些魔鬼真的飛入凡間了嗎？那我們怎麼都不知道，為什麼對我們的生活沒 有影響？那是因為這些魔鬼們實在很神秘，他們不同於一般粒子，不輕易和可見物質作用， 即使作用了，也會被大量宇宙背景所淹沒。不同的理論對這些魔鬼們會有不同的稱呼，比如 說WIMP,即Weakly interacting massive particle-大品質弱相互作用粒子，雖然只是停 留在理論階段的粒子，但是不要小瞧這些WIMPs,他們可是暗物質最有希笔的候選者。WIMPs 是通過弱相互作用和引力相互作用與其他粒子作用，弱相互作用並不好探测啊，因為它是小 尺度的作用力·而我們的日常生活的尺度對它來說實在是太大太大了·所以想要探測到最有 希望的候選人·就要通過靈敏度非常高的實驗來探测·雖然暗物質神秘的像魔鬼，可是他可 是科學界的前沿領域哦。 其實，我們所處的宇宙並不是表面上看到的這樣。我們以為我們看到了整個世界，但是， 其實我們的周圍到處都飛著暗物質，可見物質僅僅是宇宙組成的4.6%，而暗物質則占23%這 些魔鬼們無處不在，但是他們卻不打擾我們的生活。 有人問我暗物質發現的意義何在？我的回答是，或許我並不知道怎麼去利用他們，但是 it`s amazing。驅動我們去尋找的動力其實很簡單，不是什麼具體的東西，而是好奇心· 也正是好奇心，使我們認識了世界。 赵旭骥 5090729056 July 4th 2012
或許你質疑這些魔鬼真的飛入凡間了嗎？那我們怎麼都不知道，為什麼對我們的生活沒 有影響？那是因為這些魔鬼們實在很神秘，他們不同於一般粒子，不輕易和可見物質作用， 即使作用了，也會被大量宇宙背景所淹沒。不同的理論對這些魔鬼們會有不同的稱呼，比如 說 WIMP，即 Weakly interacting massive particle--大品質弱相互作用粒子，雖然只是停 留在理論階段的粒子，但是不要小瞧這些 WIMPs,他們可是暗物質最有希望的候選者。WIMPs 是通過弱相互作用和引力相互作用與其他粒子作用，弱相互作用並不好探測啊，因為它是小 尺度的作用力，而我們的日常生活的尺度對它來說實在是太大太大了。所以想要探測到最有 希望的候選人，就要通過靈敏度非常高的實驗來探測。雖然暗物質神秘的像魔鬼，可是他可 是科學界的前沿領域哦。 其實，我們所處的宇宙並不是表面上看到的這樣。我們以為我們看到了整個世界，但是， 其實我們的周圍到處都飛著暗物質，可見物質僅僅是宇宙組成的 4.6%,而暗物質則占 23%這 些魔鬼們無處不在，但是他們卻不打擾我們的生活。 有人問我暗物質發現的意義何在？我的回答是，或許我並不知道怎麼去利用他們，但是 it`s amazing。 驅動我們去尋找的動力其實很簡單，不是什麼具體的東西，而是好奇心。 也正是好奇心，使我們認識了世界。 赵旭骥 5090729056 July 4 th 2012
