探索加速膨胀的宇宙

正宇宙是由什么组成的?物理学家认为宇宙是由两种物质构成的,一种是可见的发光物质,另一种是不可见的暗物质。发光物质是每个人都可以看见的物质,而暗物质则需要通过探测其自身引力存在才能被意识到的物质,如星系或星系族的旋转曲线。辐射是宇宙的一种能量之一,光子辐射穿过宇宙,科学家最新研究发现暗能量使宇宙加速膨胀。目前天文学家还不了解暗能量,只能通过宇宙     

科学家怎么证明暗物质存在？

怎么解释“我们所看到的宇宙必须有暗物质和暗能量”？暗物质和暗能量是观测误差吗？目前已观测到的宇宙现象，必须要通过暗物质和暗能量才能解释吗？这个观点是否已经被科学家广泛接受？     

探寻宇宙的黑暗面——浅论暗物质和暗能量(上)

正“暗物质”和“暗能量”是如今两个在科技文里很火的高频词。或许是因为二者都有一个“暗”字在里面,好像显得很神秘,加上一些媒体撰稿人有意无意的图文渲染,愈显得高深莫测。实际上,暗物质和暗能量究竟是不是一种物质和能量,目前尚有争议,况且,两者之间也不存在一般物质和能量所满足的爱因斯坦质能关系     

捕捉宇宙中最大的幽灵--暗能量侦察记

在人类探索宇宙奥秘的历程中，如果说暗物质曾经是难以捕捉的疑云，那么，暗能量应是宇宙中最新最大的幽灵了。发现暗能量被称为2003年最大的科学突破，它解决了宇宙年龄、组成成分和膨胀速度等重大问题。捕捉暗能量，有如一部曲折的侦探故事。     

揭示宇宙的远古历史

正日本国家天文台、东京大学以及其他机构的研究者已开始使用建在夏威夷的斯巴鲁望远镜上的新型广角相机Hyper Suprime-Cam来探测宇宙暗物质的分布情况,探测的区域十分广阔。最初,他们对巨蟹座附近的一片大小为2.3平方度的区域展开探测,结果发现了9个巨大的暗物质团,每一个暗物质团的质量都相当于一个星系群。暗能量左右着宇宙的膨胀,要了解暗能量所起的作用,就必须研究暗物质的分布情况     

引力理论发展的新契机

牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质是什么尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。在牛顿谢世之后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。２０世纪２０年代，爱因斯坦基于物质的引力质量与惯性质量的等效性，建立了文广义相对论，使人类对引力理论的发展迈入了一个新高度。但是，广义相对论对引力的描述仍然是“惟象”的，即引力是由于空间的弯曲造成的。但空间的弯曲为什么会形成引力及引力传播的载…     

控制宇宙的神秘能量

最近几年的发现表明，我们的宇宙越来越像由一个高明的巫婆用暗能量、暗物质和正常物质调制成的鸡尾酒。天文学家发现了一种控制宇宙的神秘能量——暗能量。其最新证据表明这种暗能量可能占宇宙总能量的2／3，它正在把宇宙中的星系及星系中的一切以史无前例的速度相互分离。     

寻找引力幽灵（上）

从动力学角度来解释天体运动的思想萌发于17世纪。引力理论最重要的发展就是把天上的引力与地面的重力联系起来,从而把引力推到无处不存在的“万有”的地步。首先觉察到引力和重力本质相同的人是英国物理学家胡克,他指出引力随与吸引中心距离的不同而变化。1680年初,胡克在给牛顿的信中提出了引力反比于距离平方的猜想。1679年,英国天文学家哈雷和伦恩根据开普勒第三定律,利用圆形轨道和匀速圆周运动的向心力公式,导出了作用于行星的引力与它们到太阳的距离的平方成反比,但是,他们还不能证明行星在椭圆轨道中也是如此。直到1687年,牛顿发表…     

宇宙的七成是暗能

大多数宇宙学家直到20世纪90年代才相信宇宙是由普通物质和看不见的暗物质所组成．宇宙深处的星体爆炸显示一种字宙力正在导致宇宙分离．天文学家把这种力称为暗能。宇宙中70％是暗能，15％是传统的暗物质，仅仅5％是像构成地球和星体这样的普通物质。也可以说，是暗能量统治着宇宙，而我们能够看得见摸得着的物质完全是一个弱势群体。     

中国空间站的高能宇宙辐射探测设施

大量的天文观测证据表明,暗物质不但存在,而且主导宇宙的物质分布。但是目前人类对于暗物质粒子的性质还几乎一无所知,关键就在于还没有探测到暗物质粒子,这是人类对宇宙认识的重大缺憾之一。现代物理学理论的有些模型预言了种类繁多的候选暗物质粒子,但是无法明确说明哪种粒子就是暗物质粒子,所以最终探测到并且测量暗物质粒子的性质将能够对于基础物理学理论的发展起到巨大的推动作用。     

宇宙暗物质的分布或与人们预期不同

正“暗能量巡天”项目由多国天文学家携手进行,主旨是利用可见/近红外波段,对南方天空3亿个星系进行巡天观测,从而厘清宇宙膨胀机制。日前,该团队首次发表了有关暗物质的重要声明:宇宙暗物质的分布或与人们的预期不同。     

“火眼金睛”揭示宇宙奥秘——悟空号卫星取得七大科技成果

<正>1引言天文观测表明,宇宙中广泛存在暗物质,约占宇宙总质能的1/4，是我们已知普通物质的5倍。然而自20世纪30年代以来，科学家仅能通过引力在宏观尺度观测暗物质，其物理性质至今仍不为人所知。另一个世纪谜题是高能宇宙射线的起源、加速机制，宇宙线所关联的极端加速和极端相互作用等问题使其在物理学中备受关注。这两大科学问题都被列为美国国家研究委员会（NRC）遴选出的21世纪11个宇宙物理学重大科学问题之中[1]。除此之外，     

哈勃探测到已知最小的暗物质团块

NASA网站2020年1月9日报道,利用哈勃空间望远镜和一种新型观测技术,发现暗物质能够形成比此前已知小得多的团块,证实了被广泛认可的冷暗物质(CDM)理论的基本预言之一。暗物质是一种看不见的物质形式,其占据了宇宙大部分质量,并基于此形成星系的骨架。可以通过测量暗物质的引力如何影响恒星和星系来间接探测其存在。由于嵌入小型暗物质团块内的恒星数量很少,因此通过搜寻恒星来探测最小暗物质团块的形成非常困难。     

中微子有质量

美国《科学》杂志评选１９９８年世界十大科学进展，其中一项是中微子有质量的发现。这一发现有可能推翻某些物理学定律，其结果引起了激烈的争论：是否需要建立一个新的粒子理论？中微子是否是形成宇宙大部分质量的“暗物质”的一部分？在烦恼着宇宙论学者的众多难题中，最令他们苦恼的问题就是：宇宙的最终命运会怎样？是一直膨胀上去最后稳定下来呢，还是收缩成一个灾难性的火球而告终？答案取决于宇宙中物质的总量，也就是引力的大小。如果引力不够大，宇宙会无限制地膨胀下去；反之，如果引力过大，宇宙会以一种天体物理学家称为“大坍…     

众眼看宇宙

天文学家使用哈勃空间望远镜发现一个朦胧的暗物质环，这团暗物质是很久以前由两个大质量星系团猛烈撞击而形成。这个环状结构的发现为暗物质的存在提供了有力的证据。作为将星系团凝聚在一起的额外引力源，天文学家们长时间以来一直在怀疑这种不可见物质的存在。但如果星系团仅仅是依靠他们可见成员星的引力来维持，早就崩溃瓦解了。尽管天文学家不知道暗物质是由什么组成的，但他们假设那是一种遍布宇宙的基本粒子。     

精确的性感

曾经在一个饭局上遇到一位物理学博士，同桌的一位朋友问了他一个问题，大意是，宇宙大爆炸理论的物理学原理是什么。那位博士从相对论讲到量子理论，从宏观宇宙讲到微观光子，一长串闻所未闻的名词和理论从他嘴里连续不断地蹦出来。在那一瞬间，他看上去非常性感，包括他那没有经过任何修正的奇怪表情。     

空间引力波探测综述与拟解决的科学问题

空间引力波探测将为人类探索宇宙打开中低频段（0.1 m Hz～1 Hz）引力波观测的新窗口，这个频段的引力波事件被认为具有更重要的天文学、宇宙学以及物理学意义。其典型的波源包括超大和中等质量黑洞双星的并合、极端和中等质量比黑洞双星的绕转、银河系内数以百万计的致密双星系统以及随机引力波背景等，为研究宇宙起源与演化、黑洞形成与结构、引力和时空本质、暗能量和暗物质属性等提供了全新的方法和手段。21世纪以来，欧美联合的LISA计划成功发射了技术验证卫星LISA探路者，目前LISA计划已进入工程实施阶段，中国太极计划和天琴计划也相继发射了技术实验卫星太极一号和天琴一号，标志着空间引力波探测进入了全新的发展阶段。本文主要概述近年来国内外发展态势，详细凝炼空间引力波探测与研究的科学目标和未来发展的重点领域，系统优化引力波天文学、引力波物理学以及引力波宇宙学等相关学科布局，重点阐述推进空间引力波探测与研究的重要意义和发展战略。     

宇宙探索十八、暗物质的奥秘

暗物质寻踪顾名思义,暗物质就是看不见的物质。广义的暗物质包括不发可见光的行星、白矮星、黑洞等天体。这里所说的暗物质,是指除各种天体、星际气体、宇宙尘埃以外的,可能广泛地分布在宇宙空间的细小粒子。何以见得存在这种暗物质?我们知道,太阳系的质量98.68%集中在太阳身上,即集中在太阳系的中心。因此,水星、金星等离太阳近的行星,受到太阳的引力比海王星、冥王星等离太阳远的行星更强,它们必须以更高的速度绕太阳运行,以克服更强的引力。可是,我们在银河系和河外星系中却看不到这种现象,尽管星系中心集中了更多的恒星,还有巨大的黑洞,…     

阿尔法磁谱仪抓到暗物质的痕迹

<正>在宇宙研究中,最令天文学家和物理学家感兴趣的是暗物质与暗能量,它们是21世纪初科学的最大谜团,故也是最具有挑战性的研究课题之一。这两个代表宇宙中95%以上物质含量的东西,像幽灵一样存在于宇宙之中。人们可以感觉到它的存在,但却看不见、摸不着它,这更激发了科学家们对它的兴趣,企图揭开它的神秘面纱。科学家们对暗物质的特性提出了多种     

众眼看宇宙：哈勃空间望远镜

90亿年前爆发的恒星 科学家利用哈勃空间望远镜发现暗能量并不是宇宙的新成分，而是宇宙形成历史中的副产品。暗能量是一种神奇的推力导致宇宙以更快的速度向外扩张。科学家利用哈勃空间望远镜发现早在90亿年前暗能量就开始导致宇宙膨胀速度的增加。这幅暗能置的照片同一个世纪前爱因斯坦所预言的一样——从空旷的宇宙中辐射出一种与引力相反的作用形式．来自哈勃望远镜的数据提供了有力的证据来帮助科学家理解暗能量的本质．[第一段]