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尋找暗物質(zhì)

時間:2023-04-26 13:46:42 自然科學(xué)論文 我要投稿
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尋找暗物質(zhì)

尋找暗物質(zhì)1

當(dāng)人類面對這深邃的宇宙開始思考一些問題的時候,他們就已經(jīng)開始研究宇宙的組成了.宇宙究竟是由什么組成的.呢? 古希臘的哲學(xué)家泰勒斯認(rèn)為萬物都是水做的,而赫拉克利特則認(rèn)為火是永恒的物質(zhì).當(dāng)科學(xué)的腳步已經(jīng)邁入二十一世紀(jì)的今天,人們對這一問題的答案似乎已非常確信,他們會自傲地宣稱一切物質(zhì)都由質(zhì)子、中子和電子等基本粒子所組成.

作 者: 高山 作者單位: 刊 名: 國外科技動態(tài) 英文刊名: RECENT DEVELOPMENTS IN SCIENCE & TECHNOLOGY ABROAD 年,卷(期): 20xx ""(7) 分類號: 關(guān)鍵詞:

尋找暗物質(zhì)2

  尋找暗物質(zhì)

  云凡

  絕大多數(shù)天文學(xué)家均接受這樣一個令他們困惑的事實:宇宙中看不見的物質(zhì)在數(shù)量上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們能夠看到的。宇宙中的暗物質(zhì)比構(gòu)成我們普通世界的原子物質(zhì)多得多。在閱讀這段文字時,每秒將有100萬暗物質(zhì)粒子穿過你的小指。人們卻看不到它們,因為它們不發(fā)射任何光,它們不帶電荷,與原子物質(zhì)的相互作用很少。暗物質(zhì)沒有電磁場,這也就意味著幾乎無法借助任何常規(guī)科學(xué)測量設(shè)備探測到它們的存在。但人們知道它們是存在的,因為如果它們不存在,就無法解釋宇宙的結(jié)構(gòu)。

  1915年,愛因斯坦根據(jù)他的相對論得出推論:宇宙的形狀取決于宇宙質(zhì)量的多少。他認(rèn)為宇宙是有限封閉的。如果是這樣,宇宙中物質(zhì)的平均密度必須達(dá)到每立方厘米510-30克。但是,迄今可觀測到的宇宙的密度,卻比這個值小100倍。也就是說,宇宙中的大多數(shù)物質(zhì)失蹤了,科學(xué)家將這種失蹤的物質(zhì)叫暗物質(zhì)。

  誰最先發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)呢?20世紀(jì)30年代,瑞士天文學(xué)家茨威基發(fā)表了一個驚人的言論:在星系團(tuán)中,看得見的星系只占總質(zhì)量的1%以下,而99%以上的質(zhì)量是看不見的`。茨威基首先發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)的存在,但當(dāng)時許多人并不相信茨威基的結(jié)果。

  萬物之間存在萬有引力,太陽系的八大行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn),越往外其轉(zhuǎn)動的速度越低。20世紀(jì)70年代初,科學(xué)家在觀測宇宙其他一些星系中的恒星運行速度時就發(fā)現(xiàn),越往外,圍繞中心的速度并不都是衰減下去,而是和內(nèi)圈恒星的速度差不多。這與越往外,物質(zhì)越少,引力也越小,速度也應(yīng)該越低的常規(guī)不符?茖W(xué)家們大膽地猜測:宇宙中一定有某些物質(zhì)沒有被我們的天文觀測所發(fā)現(xiàn),這些物質(zhì)被稱為暗物質(zhì)。

  科學(xué)家認(rèn)為,通過測量物體圍繞星系轉(zhuǎn)動的速度可以找到暗物質(zhì)存在的證據(jù)。計算的結(jié)果發(fā)現(xiàn),星系的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于星系中可見星體的質(zhì)量總和,推算的結(jié)果:星系中的暗物質(zhì)約占宇宙物質(zhì)總量的20%~30%。

  如何網(wǎng)住暗物質(zhì)?科學(xué)家們也想了很多辦法。地下實驗室被認(rèn)為是進(jìn)行暗物質(zhì)研究的最理想場所,其中的原因是:地下深處實驗室能最大程度上免受宇宙射線對尋找暗物質(zhì)存在證據(jù)的干擾?茖W(xué)家認(rèn)為,宇宙中的絕大多數(shù)暗物質(zhì)并不含有原子,不會通過電磁力與普通物質(zhì)發(fā)生相互作用。而在地面上,因為來自宇宙的射線眾多,這些信號會對直接探測產(chǎn)生干擾,影響其鑒別能力。因此,地下實驗室可以幫助探測器擋住干擾,讓其靜心工作。目前,全球地下實驗室多達(dá)20多個,科學(xué)家正尋求將尋找暗物質(zhì)的地下實驗轉(zhuǎn)移至更深的地點進(jìn)行。

  美國費米實驗室天體物理中心的兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn),暗物質(zhì)存在另一種神秘效應(yīng),這種效應(yīng)可能支持宇宙中生命的誕生,或者說是生命進(jìn)化的一個重要因素。費米實驗室的科學(xué)家提出新的暗物質(zhì)效應(yīng):遍布宇宙空間中的暗物質(zhì)粒子可能在一種機制的作用下,進(jìn)入一個行星的核中,并通過與物質(zhì)的湮滅釋放出足夠的能量,這些能量能保證這顆行星上出現(xiàn)液態(tài)水,從而支持生命的誕生。這個觀點超越了傳統(tǒng)的太陽系外生命理論所認(rèn)為的生命應(yīng)該誕生于恒星的宜居帶上。

  1. 下列關(guān)于暗物質(zhì)的表述,符合原文意思的一項是( )(3分)

  A. 暗物質(zhì)因為不發(fā)射任何光,不帶電荷,很少與原子物質(zhì)相互作用,所以人們看不到它,也幾乎無法借助任何常規(guī)科學(xué)測量設(shè)備探測到它。

  B. 暗物質(zhì)比我們能觀測到的原子物質(zhì)多,而且它無處不在,無時不在,遍布整個宇宙空間。

  C. 科學(xué)家通過測量圍繞星系轉(zhuǎn)動的物體速度發(fā)現(xiàn)宇宙中存在暗物質(zhì)。

  D. 絕大多數(shù)暗物質(zhì)不含原子,沒有電磁場,因而不會通過電磁力與普通物質(zhì)發(fā)生作用。

  2. 下列理解和分析,不符合原文意思的一項是( )(3分)

  A. 上個世紀(jì)30年代,瑞士天文學(xué)家茨威基發(fā)現(xiàn)星系團(tuán)中暗物質(zhì)占質(zhì)量的絕大部分,而看得見的只占很小一部分,但當(dāng)時的人們并不接受這一結(jié)果。

  B. 愛因斯坦認(rèn)為,宇宙的形狀和宇宙的質(zhì)量有密切的關(guān)系,宇宙是有限封閉的。這個認(rèn)識是根據(jù)相對論得出的。

  C. 科學(xué)家在觀測宇宙其他一些星系中的恒星運行速度時發(fā)現(xiàn),越往外,圍繞中心的速度并不都是衰減下去。這一現(xiàn)象雖與太陽系不同,但同樣符合萬有引力定律。

  D. 暗物質(zhì)粒子可能與行星上出現(xiàn)液態(tài)水有關(guān),從而可支撐生命的誕生。

  3. 根據(jù)原文內(nèi)容,下列理解和分析正確的一項是( )(3分)

  A. 地下深處實驗室能很大程度免受宇宙射線對尋找暗物質(zhì)存在證據(jù)的干擾,因而是進(jìn)行暗物質(zhì)研究的最理想場所。

  B. 能證明暗物質(zhì)存在的理論不止一種,比如愛因斯坦的相對論,茨威基的理論以及牛頓的萬有引力理論。

  C. 暗物質(zhì)雖一定存在但沒被天文觀測發(fā)現(xiàn),這是它得名的原因。

  D. 美國費米實驗室天體物理中心的兩位科學(xué)家提出的新的暗物質(zhì)效應(yīng),推翻了傳統(tǒng)的太 陽系外關(guān)于生命起源的理論。

  參考答案

  1. B.(A.因為不發(fā)射任何光,不帶電荷,很少與原子物質(zhì)相互作用。是人們看不到它們的原因,不是探測不到他們的原因。C.是科學(xué)家認(rèn)為可以找到暗物質(zhì)存在的證據(jù),而不是事實。D.沒有電磁場是探測不到他們的原因,因而強加因果關(guān)系。)

  2.A.(茨威基發(fā)表了一個言論,而不是發(fā)現(xiàn),人們不接受他發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)存在這一結(jié)果。)

  3.C.(A.是最大程度免受宇宙射線干擾。 B.茨威基沒有理論發(fā)表。D.是超越了傳統(tǒng)的太陽系外生命理論,而不是推翻。)

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