第六百三十六章 宇宙暗物質

“你們要知道,隨着HDM變冷和變慢,重子物質得以在宇宙各處擴散成巨大的薄餅狀物體,它們在引力不穩定性作用下破碎,這種由大而小過程產生的碎片便形成了星系。

這兩種簡單模型都不能準確符合宇宙中星系的實際圖景。

但是,將當前的星系成團方式,與COBE衛星觀測的背景輻射漣漪所顯示的宇宙中曾經存在過的不規則性相結合,則表明,大約2/3的CDM、1/3的HDM再加上僅僅1%的重子物質構成的混合物,能夠產生今日所見的大爆炸宇宙中物質的分佈。”

虛妄說道。

“這個我知道,你說的就是混合暗物質模型或MDM模型對不對?”

五號說道。

“沒錯。”

虛妄說道。

“這就是說,宇宙中2/3的質量是取理論要求存在卻從未探測到的粒子形態?”

李思特問道。

“說的沒錯,也有人給它們起了諸如軸子和引力微子等名字,還有人試圖在實驗室中找到這些CDM形態的WIMP。

仍有多達1/3的宇宙質量可能是HDM粒子,扮演這個角色的著名候選者就是中微子。”

五號說道。

“中微子?”

楚雲問道。

“是的,你們要知道最初中微子的質量被認爲等於零,一直到1995年初,實驗得出的質量上限爲20電子伏。

這甚至同一個質子大約10億eV的質量相比也小得可憐,但宇宙中的中微子數量極多,大致每有一個重子就有10億個中微子。

所以,要使中微子起到宇宙學家要求在MDM模型中HDM的作用,每個中微子的質量只要5~7eV即可,這與實驗定出的上限不近不遠得令人着急。”

虛妄說道。

“我記得1995年初,某國家實驗室的科學家們宣佈,他們的實驗證明中微子的質量僅僅幾個電子伏,這與宇宙學家所要求的準確相符。”

五號說道。

“然而這一宣告沒有得到其他實驗證實。”

吳剛說道。

“你們要知道,關於中微子的大部分討論集中在一種類型,由涉及電子的核反應產生的電子中微子。

理論證明,太陽內部會產生大量電子中微子,它們流向太空,穿過地球。

但是迄今的實驗沒有探測到理論預言那樣多的中微子。

還有兩種中微子分別與μ介子和τ粒子有關,後兩者都是電子的較重對應體。

物理學家早就猜想,太陽中電子中微子的短缺,是因爲有些電子中微子已經轉變成用現有中微子實驗設備探測不到的其他類型中微子了。”

虛妄說道。

“據我所知,中微子從一種類型轉變爲另一種類型僅當它們的質量很小纔有可能。”

吳剛說道。

“這個發現,對宇宙學家是好消息,而中微子真有質量,一開始也主要是關注於可能有一類中微子的質量大約是5eV,即等於電子質量的十萬分之一。

這正好能夠提供宇宙學家要求的20%熱暗物質。”

虛妄說道。

“但是,某大學的幾位教授,卻發現了一個更好的解決這一問題的途徑。”

五號說道。

“怎麼說?”

楚雲問道。

“他們注意到,解釋從太空到達地球的中微子實際觀測數據的最佳辦法,是讓至少兩類中微子具有差不多相同的質量。

這能促進將中微子從一種類型變爲另一種類型的振動。

有兩種與太陽中微子觀測結果相符的可能性。

要麼所有三類中微子具有相同質量。

要麼μ中微子和τ中微子有相同質量,而電子中微子則輕得多且與不參加核反應的所謂無效中微子相伴生。”

虛妄說道。

“也是因爲他們的見解,1995年初探測到中微子質量的實驗,可以用第二種而不能用第一種可能性來解釋。

這意味着,提供宇宙中熱暗物質的,不是質量5eV的單一品種中微子,而是質量約2.4eV的兩種中微子。

尤其令人愉快的是,用計算機模擬星系如何成長時,如果將20%熱暗物質看成粒子數加倍但每個粒子質量減半,其結果與實際宇宙的符合程度,比全部中微子質量由單一類型粒子提供時更好。”

五號說道。

“也是因爲改進實驗方法,後來的科學家,可以直接測量各類中微子質量。

當實驗物理學家真的測量了這些中微子的質量,而且發現它們總計達5eV左右,那將是以暴漲、大爆炸和暗物質爲基礎的完整宇宙學體系的最偉大勝利。

而宇宙學家竟在粒子物理學家得以測量之前,就預言了已知最輕粒子的質量。

不管實驗的結果如何,也不管混合暗物質模型的命運怎樣,無可懷疑的是,我們銀河系的大部分物質是暗物質,可能是重子物質。

而將星系團維繫在一起的10倍於我們在明亮星系中所見的質量則決然是非重子的。”

虛妄說道。

“還有嗎?”

五號問道。

“在說下去,就要更詳細了。”

虛妄說道。

“我也沒話說了。”

五號說道。

“從考試結束到現在,你們好像都沒有吃午飯吧?”

智能駕駛機器人提醒他們道。

“沒吃。”

幾乎是異口同聲的看向,虛擬大屏幕上顯示的智能機器人的虛擬幻象。

“咔嚓!”

“這是上面特別爲各位準備的午餐、晚餐和明天早上的早餐,請合理使用。”

智能機器人發出的指令,讓抽屜打開後,智能機器人說道。

“我愛死你了,現在我肚子可要餓死了。”

吃貨的李思特看着眼前的美味說道。

“不客氣,你們慢慢吃,我要繼續工作了。”

智能機器人說道。

“你忙。”

虛妄說道。

“我今天的午飯,要吃菠蘿包和一袋牛奶。”

李思特裁開可食用的菠蘿包包裝說道。

“你怎麼不把包裝也吃了?”

吳剛問道。

“我不吃,我有潔癖。”

李思特說道。

“是我也不吃,雖然可以吃,但是還是不衛生。”

吳剛說道。

“當你們都快餓死的時候,這可以吃的包裝,你們絕對不會嫌棄。”

經歷過戰爭的楚雲直接吃了起來。

“厲害!”

李思特說道。

“……”

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