暗物质 Dark Matter
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暗物质 Dark Matter
宇宙中90%以上的物质是暗物质，而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到。
1957年诺贝尔奖的获得者李政道认为其占了宇宙质量的99%。
暗物质无法直接观测得到，但它却能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。
暗物质的总质量是普通物质的6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，
暗物质主导了宇宙结构的形成。
大约65年前，第一次发现了暗物质存在的证据。
当时，弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。
之后几十年的观测分析证实了这一点。
尽管对暗物质的性质仍然一无所知。
正是暗物质促成了宇宙结构的形成，如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星。
宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性，但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团以及星系长城。
而在大尺度上能过促使物质运动引力。
另一方面，不与辐射耦合的暗物质，其微小的涨落在普通物质脱耦之前就放大了许多倍。
在普通物质脱耦之后，已经成团的暗物质就开始吸引普通物质，进而形成了我们现在观测到的结构。
因此这需要一个初始的涨落，但是它的振幅非常非常的小。
这里需要的物质就是冷暗物质，由于它是无热运动的非相对论性粒子因此得名。
对于先前提到的涨落，为了预言其在不同波长上的引力效应，小涨落谱必须具有特殊的形态。
为此，最初的密度涨落应该是标度无关的。
如果我们把能量分布分解成一系列不同波长的正弦波之和，那么所有正弦波的振幅都应该是相同的。
"大爆炸"初期暴涨理论的成功之处就在于它提供了很好的动力学出发机制来形成这样一个标度无关的小涨落谱（其谱指数n=1）。
WMAP 的观测结果证实了这一预言，其观测到的结果为n=0.99±0.04。
现在已经知道了两种暗物质--中微子和黑洞。
它们对暗物质总量的贡献是非常微小的，暗物质中的绝大部分现在还不清楚。
这里我们将讨论暗物质可能的候选者，由其导致的结构形成，以及我们如何综合粒子探测器和天文观测来揭示暗物质的性质。
最新发现：美国科学家在地下废弃铁矿中捕获暗物质粒子
暗物质的电脑模拟图2009年12月21日据国外媒体报道，美国科学家最新实验发现0.75公里深的铁矿中存在着暗物质，强有力地证实了暗物质的存在。
物理学家在美国明尼苏达州北部一个废弃铁矿中发现暗物质，这是迄今为止最有力的发现暗物质证据。
爱因斯坦曾经有一句名言：“宇宙最不可理解的是它竞然是可以理解的！”自从爱因斯坦与下他的可以理解宇宙的方程以及做出关于“宇宙是可以理解的”这个惊异的发现至今己有近一百年。
一百年我们继承着爱因斯坦的衣钵，以及其“宇宙是可以认识的”信念，在认识宇宙的道路上行进。
冒昩地揣测，爱因斯坦大概不会以对我们一百年的努力取得成绩失望：建立了大爆炸宇宙学模型；对于宇宙演化过程近乎标准化的认识；精确测量出宇宙的物质分组等等。
然而，即使有这样可惜的成绩，我们却还不能驻足观赏。
只需看一下宇宙中物质组分的认识就可以明白我们还有多么艰难的任务：构成星系恒星等，我们能看见的物质占4%，暗物质占23%，暗能量占73%。
通常是通过观测光来认识遥远的天体的，而暗物质和暗能量几乎是不发光，所以很难直接看到它们的。
它们通过引力效应影响那些发光物质，间接地宣告其存在性。
暗物质和暗能量就像俩个做了坏事的黑衣人，隐藏的很深但又故意的露出些蛛丝马迹，试图考察我们的破案能力。
然而它们终究没有“暗”得不可捉摸。
人们总会努力想到一些办法去捕捉和认识它们。
在此我们可以稍微细致地来看看对于其中之一的认识历程，现状及其前景。
指导老师：杭艳霞 ——河北省张家口市桥东区第七中学初一十一班 甘运超。
