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暗物质_暗能量对宇宙未来命运的影响

云南大学学报(自然科学版) , 2006, 28(4) :316~318CN 53-1045/N ISSN 0258-7971

Journal of Yunnan University

X

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 U 0e, B (q 2, 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:O 572. 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

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]

.

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10~103

GeV 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.

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