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首都科学讲堂520期——《未知的宇宙:暗物质与暗能量》

来源:北京科普发展中心 发布于2017/12/19

  探索浩瀚无垠的宇宙是人类科技进步的主题之一,随着物理学的不断进步,有越来越多的科学家认为我们只探索了不到5%的宇宙真相,而剩下的95%则是以暗物质和暗能量的方式存在。暗物质和暗能量究竟是什么?现有的探测方法有哪些?如果最终没有找到暗物质和暗能量,科学界又将面对怎样的变化?今天,首都科学讲堂请来国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家陈学雷先生,为大家带来有关暗物质的生动讲解。


  “大胆假设,小心求证。”我们的宇宙星空布满疑团,在科学家仰头观察宇宙时,发现了一种奇特的现象:许多恒星和气体等物质会聚集在一起形成类似于银河系这样的星系,这些物质围绕星系中心展开旋转。根据牛顿力学理论,恒星等物质围绕星系中心的旋转速度,与星系的质量以及距离星系中心的远近有关。在超出一定范围之后,这些物质离星系中心越远,旋转的速度就应该越慢。但实际状况却并非如此,不管距离星系中心有多遥远,它们的旋转速度都相差无几。由此可以判断,星系真正的质量应该比我们观测到的物质质量要大得多,因为只有这样才能拉住高速旋转的恒星。正是为了解释这些多出来的质量,科学家们提出了暗物质的概念。
  下一步就是观测暗物质。当今世界对暗物质的观测方法有直接观测法和间接观测法,其中“引力透镜”属于间接观测法。根据爱因斯坦的广义相对论,质量大的物体会发生时空弯曲现象,集中分布的暗物质质量越大,经过它附近的光线就越会发生弯曲,由此我们观测到的光线路径也会随之发生变化。在宇宙看似空虚的黑暗中,我们通过这种“引力透镜”的方式,可以直接“看到”暗物质。
  暗物质看不见摸不着,了解暗物质对人类又有哪些用处呢?其实,暗物质与宇宙命运息息相关,甚至可以说它决定着宇宙未来的命运。衷心希望我国和世界上科学家都能立足科学前沿,对暗物质有更多的了解,对人类自身的命运有更多的关注。
  首都科学讲堂同期实现在北京时间、斗鱼网、壹直播和京学网的在线直播,据初步统计,本期讲堂约有近10万人在线观看。

 

 

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