人类如今面临“宇宙是由什么构成的”这一难题，而且物质等新发现动摇了已有理论假设。 根据最新天文观测结果，宇宙被分为普通物质(5%)、暗物质(26.8%)、暗能量(68.3%)，我们平常看不见的暗物质很可能占有宇宙所有物质总量的95%，而人类可以看到的物质只占宇宙总物质量的不到5%。 暗物质理论模型 什么是暗物质？ 暗物质（Dark Matter）是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质，比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。 通俗来说，就是宇宙中除了我们看到的物质，还有很多物质我们知道它们存在，但却无法发现它们。证明他们的存在，于是就把这些物质统一称为“暗物质”。 科学家是如何知道暗物质是存在的？1.美国加州工学院的瑞士天文学家弗里兹·扎维奇最早提出证据并推断暗物质的存在。弗里兹·扎维奇观测螺旋星系旋转速度时，发现星系外侧的旋转速度较牛顿重力预期的快，故推测必有数量庞大的质能拉住星系外侧组成，以使其不致因过大的离心力而脱离星系。 螺旋星系 2.美国天文学家曾利用钱德拉X射线望远镜对星系团1E 0657-56进行观测，无意间观测到星系碰撞的过程，星系团碰撞威力之猛，使得黑暗物质与正常物质分开，因此发现了暗物质存在的直接证据。 星系碰撞 3.美国科学家通过一种最新的理论研究发现，地球和月球之间其实隐藏着大量神秘的暗物质。这一观点也许可以用来解释所谓的“飞行异常”奇怪现象——当太空飞行器进入太空之前、尚在地球周围不断加速的过程中，所有飞行器都曾有过奇怪的速率变化过程。而根据已知的万有引力定律，不应该出现这种现象。 目前科学家用什么手段去证明物质的存在？
欧洲大型强子对撞机（LHC）是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器，是一种将质子加速对撞的高能物理设备。这类加速器可以将亚原子粒子加速到接近光速，然后让它们相互碰撞。科学家们希望通过这种难以置信的高速碰撞从而产生奇异粒子，其中包括暗物质粒子。 目前这设备已经投入工作多次。然而，即使采用最强大的粒子加速器，至今也未能发现暗物质的任何迹象。 北京高能物理研究所正在筹备一个两倍于LHC的环形粒子对撞机。据了解，LHC的周长有27公里，能够产生14 TeV的对撞能量，这足以让科学家发现希格斯玻色子（上帝粒子）的存在。 （1TeV = 1000GeV = 1000MeV） 而根据报道，中国将要修建的对撞机周长达到了52公里，对撞能量高达70 TeV按计划，中国的对撞机将在初期阶段只针对电子，且对撞能量仅有能量240 GeV，而后期则逐渐开足马力进行质子对撞。预计中国的对撞机将在2028年投入使用，将耗资30亿美元。 粒子加速器 值得一提的是，很多人担心粒子加速器在粒子撞击是会产生黑洞，从而吞噬地球。 黑洞吞噬地球 其实这个发生的概率是很低的。牛津大学物理系的奇戴姆·艾瑟威尔称，LHC里的两个相撞质子（如夸克和胶子）的施瓦氏半径，至少比普朗克长度小15个等级，而普朗克长度已是在常规宇宙中可获得的物体最小间距，如果产生黑洞那么他会会微型到难于发现，还没来得及吞噬地球就被瞬间蒸发了。 2.阿尔法磁谱仪 阿尔法磁谱仪是一个计划安装于国际空间站上的粒子物理试验设备。其目的在于探测宇宙中的奇异物质，包括暗物质及反物质。 诺贝尔奖获得者、华裔物理学家丁肇中及其阿尔法磁谱仪项目团队宣布，已借助阿尔法磁谱仪发现40万个正电子，这些正电子很可能就来自人类一直寻找的暗物质。 3.低温暗物质搜寻 低温暗物质搜寻计划是在美国明尼苏达州矿井下运转一个极其敏感的探测器，用于探测经过的暗物质粒子。 暗物质的证明有什么意义？如果我们不了解暗物质的性质，就不能说我们已经了解了宇宙，我们还不清楚暗物质的特性，甚至还没有一种理论说有某个备选粒子可能是暗物质的基础离子。 且揭开暗物质之谜将是继日心说、万有引力定律、相对论及量子力学之后的又一次重大飞跃,将带来物理学的又一次革命。 |
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