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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(shí)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(gè)令他們困惑的事實(shí)：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(shí)，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?yàn)樗鼈儾话l(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?yàn)槿绻鼈儾淮嬖�，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(gè)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(gè)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(shí)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(yùn)行速度時(shí)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。科學(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(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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。科學(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?yàn)閬碜杂钪娴纳渚�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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室多達(dá)20多個(gè)，科學(xué)家正尋求將尋找暗物質(zhì)的地下實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)移至更深的地點(diǎn)進(jìn)行。
美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)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(gè)重要因素。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)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(jī)制的作用下，進(jìn)入一個(gè)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(gè)觀點(diǎn)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(xiàng)是（ ）（3分）
A. 暗物質(zhì)因?yàn)椴话l(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(shí)不在，遍布整個(gè)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(xiàng)是（ ）（3分）
A. 上個(gè)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(shí)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(gè)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(yùn)行速度時(shí)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(xiàng)是（ ）（3分）
A. 地下深處實(shí)驗(yàn)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(fèi)米實(shí)驗(yàn)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?yàn)椴话l(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(shí)。D.沒有電磁場是探測不到他們的原因，因而強(qiáng)加因果關(guān)系。）
2.A.（茨威基發(fā)表了一個(gè)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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