云南大学学报(自然科学版),2006,28(4):316~318CN53-1045/N ISSN0258-7971 Journal of Yunnan University

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暗物质、暗能量对宇宙未来命运的影响

焦善庆1,许弟余2,龚自正3

(1.西南交通大学理学院物理系,四川成都610031;

2.四川职业技术学院物理系,四川遂宁629000;

3.西南交通大学理学院物理研究所,四川成都610031)

摘要:据实验检测和理论计算,论证了现时中微子的超对称伴子/中性微子0

U0e,B(q2, g)是宇宙暗物质的最佳候选粒子.认为超新星爆炸释放的暗能量,迫使宇宙背景光子热平衡态的温度T、压强p上升.将压强类比

为/反引力0,当/反引力0(压强)大于引力,则宇宙将加速膨胀;当/反引力0小于引力,则宇宙将收缩.

关键词:暗物质;中性微子;暗能量;光子热平衡态;反引力;宇宙命运

中图分类号:O572.32文献标识码:A文章编号:0258-7971(2006)04-0316-03

暗物质是什么?经多年寻找,仍未发现,但人们相信它必然存在,它是形成星系运动的根源[1],与宇宙演化命运密切相关.暗能量是什么?目前仍知之甚少,它能迫使引力与/反引力0间的转变,使宇宙加速膨胀,左右宇宙未来的命运.本文将通过一些实验迹象分析和初步的理论研究,对暗物质、暗能量进行一些分析探讨.

1宇宙暗物质

有实验证据表明,已发现了1个褐矮星,并找到了更多的大质量天体物质、晕星体(MACHO)的证据,表明银河系中至少有2个有形的暗物质源. (英)R.Olling和M.M errifield对银河系中氢气的测量进而表明,暗物质肯定是按空心球状分布的,发现氢气是处在1个厚层中.这表明暗物质是分布在1个弥漫的晕中,否则,暗物质强大的引力将把氢气压扁成1个薄层.暗物质虽看不到,但它对其它附近物质的影响和作用可以进行检测.

普遍观察结果已显示:宇宙中存在大量的非重子暗物质,如轻中微子、轴子、中性微子等.对COBE和ERAS卫星的实验数据进行拟合,最好的结果是采用了含有30%暗物质模型而取得的[1].在寻找大质量致密晕体(MACHO)的工作中,认为超对称中性微子是暗物质的最佳候选者[1],并进一步研制探测这种粒子的新一代低温探测器.

在第2届宇宙暗物质讨论会上,伯克利实验室合作组的工作是激动人心的.他们又观测到7个遥远的Ia型超新星,已有11个在分析中.确有可能测定决定宇宙命运的减速参数,确定基本的宇宙参数.对超新星的进一步观测,可以揭开暗物质的本质是什么,它将怎样左右宇宙未来的命运.

另外,已实现用引力透镜在大尺度上来测量星系团的总质量,将透镜测得的总质量与常规技术测得的总质量进行比较,有可能搞清暗物质的性质[2].

另外,已实现用引力透镜在大尺度上来测量星系团的总质量,将透镜测得的总质量与常规技术测得的总质量进行比较,有可能搞清暗物质的性质[2].

卢瑟福实验室在英国Boulby盐矿井中的一台低本底探测器在寻找暗物质方面获得的结果是[3]:实验初步认定这种丢失的粒子是中性微子,预期质量为10~103GeV之间,在宇宙早期大量形成,后来与普通重子类物质聚集在一起.也可能包含质量为10-5~10-1eV的轴子或现时中微子M e.若中性微子真是构成银河系中的暗物质,它将以v暗=0.001c的特征光速运动[3],并能在与普通原子核碰撞中被观测到,传递的反冲能用电离探测器

X收稿日期:2005-12-20

基金项目:国家自然科学基金资助项目(40474033).

作者简介:焦善庆(1928-),男,云南人,教授,主要从事理论物理教学和研究.