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中科院天文学家通过“虚拟望远镜”观测推出假说

2020-03-03 00:23:22

  

  科学界已公认,我们所能观测到的那些色彩绚丽的星系和 发光物只占宇宙一小部分,其余80%以上都是看不见的“暗物质”。 由于它们无光无影,所以一直被认为是“冷”的。但近日,中科院上 海天文台研究员、中德马普青年伙伴小组负责人景益鹏通过高分辨率 的数值模拟大胆推测:在宇宙形成极早期,暗物质可能是“温暖”的。

  这一假说在日前举行的“第三届华人物理学大会”上受到国际天 文学界关注。专家认为,“温暗物质”是对“冷暗物质”理论的重要 补充和发展,一旦被确认,将对认识宇宙的基本物质构成和研究基本 粒子物理产生深刻影响。

  “所谓冷和温,在天体物理学上并非指绝对温度,而是指暗物质 无规则运动的速度。”景益鹏解释,在宇宙形成极早期,暗物质并不 像目前这样处于静止状态,而可能存在一定的无规则运动。

  与许多天文学家通过仪器、孜孜不倦寻找暗物质存在依据不同的 是,景益鹏是用一架“虚拟望远镜”得出上述结论的,即数值模拟。 据介绍,这是当前宇宙学研究的重要工具,科学家应用已知规律,在 计算机内“塑造”各种天体系统运动与演化的模型,再把理论预言与 观测事实相互印证。

  借助超级计算机,马普青年伙伴小组发现:在温暗物质主导的宇 宙中,模拟出来的星系中心密度比冷暗物质模型预言要低;此外,它 周围的卫星星系也比先前预想要少,这些都更加符合观测事实。根据 这两个结果,景益鹏认为暗物质既非“冷”也非“热”,而可能是“ 温暖”的。

  37岁的景益鹏是中国科学院天文口首次引进的“百人计划”海外 学者,曾在德国马普天体物理所和日本东京大学“早期宇宙研究中心” 工作多年。据悉,马普青年伙伴小组在沪成立一年多时间里,已有8 篇研究论文被重要的国际学术刊物收录。   

  宇宙暗物质(小资料)

  2000年底,中科院、新华社组织的预测小组列出“新世纪将对人 类产生重大影响的十大科技趋势”,其中之一就是对暗物质的探索。 科学家已从理论和天文观测断定这些物质的存在,也知道它们的总体 质量很大;却由于它们是不发光的,无法直接观察到。

  揭示暗物质的真面目一直是当代宇宙学和天体物理学中最活跃的 前沿领域之一。为证实暗物质的存在,各国科学家试图运用各种实验, 间接或直接地寻找构成暗物质的粒子,如1998年发射的“阿尔法磁谱 仪”。此外,理论天文学家也借助数值模拟,探寻暗物质的演化和运 动规律。