關於暗物質我們還知道什麼（內含中文視頻）

視頻版權：SciShow Space（油管）；

字幕翻譯：天文志願字幕組（有錯誤的地方望各位指出）

proofread by 翔宇

解說詞

（翻譯：天文志願字幕組，若有錯誤，歡迎指出）

比如「存在多少維度？」 或者「為什麼我們不是由反物質構成？」

但知道一定存在的物體 比如一個不發光的星雲

但在近期，它有了更具體的定義: 占宇宙84%的

未知物質

並且我們對暗物質最好的解釋已經無法進行下去

天文學家們於二十世紀七十年代

在研究星系移動和轉動的方式中發現了暗物質的存在

星系的運動相對於天文學家們能夠看到的它當中的恆星和氣體產生的引力

來說實在太快，而引力正是保持星系不會四分五裂的因素

似乎那裡存在一些著其他不可視的物，而我們即看不見也無法直接探測

因為它不發出吸收或反射光

我們能看見的就是它的引力效應

有段時間內，一些人質疑觀測的結果

還有一些人開始考慮，或許是我們對引力作用的理解出錯

但在這一點上，大部分宇宙學家同意接受我們宇宙的絕大部分

是由看不見的物質構成的

隨著證據不斷湧現

所有的一切 從宇宙的進化到大爆炸的餘音

似乎都讓「暗物質」呼之欲出

儘管現在已經擁有了所有的證據

但我們仍然不知道暗物質由什麼組成

有些科學家仍在試圖巧妙地調整我們用於

闡釋引力的數學工具，來讓它契合所有的觀測結果

而不是去假設存在看不見的東西

他們致力於MOND即MOdified Newtonian Dynamics(修正牛頓動力學)

並已經能夠用他們修正後的物理定律來解釋

一些似乎可以證明暗物質存在的東西

但像子彈星系團這樣，似乎是

一對暗物質與常規物質完全分離的碰撞星系

確實威脅到了「牛頓修正動力學，至少現在是這樣

大多數宇宙學家接受暗物質存在的事實

而且他們想弄清它是什麼

通過觀察宇宙大爆炸後的不同演變模型

他們已經找到的很多不同的候選——豐富多樣而且足夠「黑」

並能對觀測結果做出解釋

現在科學家們的觀點主要分成兩類

我們稱為「舊物理派」和「新物理派」

「舊物理派」支持者想用已知存在的來解釋暗物質

他們中一些人認為暗物質跟字面上的意義一樣：暗的普通物質

像黑洞或者中子星或者未形成的恆星即褐矮星

這些都被叫做MACHOs,注意是M不是N(NACHOs是墨西哥玉米片)

即暈族大質量緻密天體

暈族大質量緻密天體不發光 如果非要說它發光的話它發的光也是極少的

那麼我們只能通過引力來證明它的存在

但事情是，當研究員用更靈敏的望遠鏡仔細看時

他們還是不能在離MACHOs足夠近的地方發現能用來解釋暗物質存在的證據

在「舊物理」陣營的人過去常認為暗物質由中微子構成:

幽靈似的亞原子粒子

從像發生在恆星中目前尚不清楚的反應中產生

中微子不產生光 也幾乎不與其他物質作用

這讓它們是暗物質的概率極高

它們幾乎沒有質量，儘管每個單獨的中微子質量都是極微小

但它們數量龐大，質量就會疊加起來

如果有足量多的中微子，就能解釋所有額外的引力了

但這就有一個問題:我們所知的中微子移動太快難以聚集

我們在巨大的結構體如星系中看到的暗物質聚集起來的方式

這就把我們引到了「新物理派」陣營:一幫尋找

可以預測看到的東西的新型微粒的科學家

他們大多在尋找WIMPs 即弱相互作用粒子 之所以這樣叫是因為

它們和普通物質的作用極其微弱

這就可以解釋為什麼很難探測到它們

有很多種WIMPs被研究員認為可能是暗物質

他們也一直在做實驗以期能找到它們

但他們還是沒找到任何一種粒子，在每一個實驗中

他們一直在排除越來越多種類的弱相關作用粒子

另一個可能是我們錯過了一些關於中微子的東西

一些科學家認為可能還存在著一種我們目前尚未探測到的超重中微子

因為你不會需要和輕中微子一樣多的重中微子

來解釋暗物質

就像只需要幾個大的撒滿配料的薯片來填飽你

而不是一堆的碎小薯片

怎麼又繞回到墨西哥玉米片了

是不是我太餓了？

總之 如果剛開始沒有足夠多的重中微子

那我們目前找不到任何重中微子也就講得通了

也有一些「新物理學」支持者認為軸子可能是關鍵

軸子是一個上世紀七十年代假設的基本粒子

用以解決物理學中完全無關的問題

但像中微子一樣 它們也幾乎沒有質量、難以探測到

就一些模型看來部分甚至所有的暗物質很可能由軸子構成

一些極具創造力的物理學家正在致力於超對稱性理論的研究

超對稱性理論認為宇宙中的所有粒子都有重的夥伴粒子

而且它們中有一個是暗物質

甚至有一些研究員認為

我們看到的是平行宇宙和我們所處的宇宙相互干擾產生的影響

但還是沒有直接的證據能證明這些新觀點

沒有人親眼看見過超重中微子 沒有人看見過軸子

也沒有人看見過超對稱粒子 更沒有人曾見過平行宇宙

科學家們已經排除了最簡單的重中微子模型和超對稱模型

並且也排除了軸子，作為解釋

至少對大多數暗物質是這樣

所以到現在，我們陷入了僵局

全世界的科學家竭盡全力

去更多地了解暗物質 他們或是整夜守在望遠鏡前

或是整夜在黑板前不斷演算

但就像目前一樣 宇宙中的絕大部分物質的本質

仍然是一個迷

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比如「存在多少維度？」 或者「為什麼我們不是由反物質構成？」

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