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科学家是否探测到了暗物质湮灭的信号?人们生活在天体物理学戏剧性的发展时代 , 从中产生了一系列的突破性发现 , 诸如:系外行星 , 从合并黑洞发出的引力波 , 宇宙的加速膨胀等 , 每一个十年 , 甚至更短的时间 , 人们都能见证一些重大的发现成果 , 但没有任何一项科学成果能比得上暗物质的发现 , 令人期待的暗物质发现充满了神秘性和挑战性 。
人们对宇宙的现有理解远远不够 , 宇宙中的大部分物质由人们看不见、难辨识的暗物质构成 , 人们对它的性质了解甚少 。 根据普朗克卫星发布的最新观测数据 , 普通物质仅仅构成了宇宙总成份的4.9% , 而普通物质由人们熟知的原子和分子构成 , 暗物质和暗能量构成了宇宙的主要成份 , 其中的暗物质通过对恒星和星系等普通物质的引力作用得以表现 。 当物体受到一种外力的作用时 , 一定存在施加这种力的物体的存在 , 除非人们相信虚无主义哲学的观点 。
现代天体物理学家主要的探索目标之一是寻找独特神秘性的暗物质 , 一些天体物理学家推测 , 暗物质和普通物质都存在引力作用 , 除此以外 , 暗物质可能有一些其它的特性 , 比如:暗物质可能有两种“风味” , 一种“风味”是物质态 , 另一种“风味”则是反物质态 , 正暗物质和负暗物质可能发生相互的湮灭作用 , 随之释放高能辐射 , 有一种暗物质探测器的设计原理是检测暗物质的正粒子和反粒子在碰撞后发出的辐射信号 。 在暗物质的“家族图谱”中 , 一种主要类型的基本粒子被称为弱相互作用的大质量粒子(WIMPS) 。 如果暗物质发生了湮灭作用 , 那么暗物质的性质和范围在很大的程度上得以确定 。
斯密森尼天体物理研究中心(CFA)的天文学家道格·芬克特纳和同事组成了研究团队 , 他们声称已确认了暗物质湮灭反应的信号 , 通过对银河系、特别是对银河系中心伽玛辐射空间分布的分析 , 银心区域相对地靠近人们的地面观测视线 , 银心的物质分布密度很高 , 也许含有高密度分布的暗物质 , 如果在这一区域发生了暗物质的湮灭反应 , 那么人们可以期待银河系中心充斥了明亮的伽玛射线辐射 。 天文学家果然观测到了大量的伽玛辐射信号 , 较强的伽玛辐射延伸了数百光年 , 较弱的伽玛辐射向外延展了数千光年 。 也许有其它的解释 , 有一种解释格外引人注目 , 从大群体聚集中高速旋转的脉冲星发出了密集的伽玛射线 , 从超新星暴遗留的核灰尘也产生了大量的辐射 。
研究团队重新审视了已公布的伽玛射线观测资料 , 为了更为精确地测定辐射源的位置 , 他们仔细地使用了新的数据简化方法 , 对伽玛射线的能量形成机制进行了数据分析 , 他们发现脉冲星有明显的空间分布特征 , 它们出现在恒星聚集的地方 , 主要聚集在银河系的圆盘平面 。 研究团队展示了一种很大的可能性:伽玛射线辐射的分布很好地符合了以简单的暗物质湮灭理论模型为基础做出的预测 , 而射线分布与脉冲星辐射的解释只有很少的一致性 。 如果CFA研究团队的研究成果得到证实 , 那么这将是一项令人振奋的重要突破 , 意味着科学家在暗物质性质的研究领域取得了重要进展 , 由于暗物质构成了宇宙的主要成份 , 因此 , 突破性的发现将会加深人们对宇宙演变的科学认识 。
(编译后续:前几天提出了物质和暗物质引力性质的“等效原理” , 今天准备在对这一哲学原理进行更多描述 , CFA天体团队发布了最新的研究成果 , “大数据”研究方法为暗物质存在提供了新的证据 , 通过观测数据和数学物理模型的分析手段 , 他们发现在银河系中心聚集了高密集度的伽玛射线 , 脉冲星和超新星、暗物质相互的湮灭反应可能形成了射线源 , 排除了脉冲星和超新星的可能性 , 只有暗物质的湮灭反应形成了辐射源 。
科学家采用几种发现暗物质的间接方式 , 首先是发现暗物质的引力作用 , 其次是发现暗物质的湮灭作用 , 通过引力作用和湮灭反应发现暗物质的两种方法符合科学哲学的等效原理 。 科学家已走到暗物质发现的边缘 , 也许用不了数十年的时间 , 可以找到暗物质存在或不存在的证据 。 从等效原理推出了“暗引力波”概念 , 既然可见物质和时空的相互作用产生了引力波 , 那么暗物质和时空的相互作用也许产生了“暗引力波” 。 大胆设想、小心求证 , 这是科学和哲学发现共同遵循的原则 。 )
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