暗物质暗能量存在的依据
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科学家们将这种与引力相反的斥力来源，称为“暗能量”。
暗物质的组成
历史上，人们依照其 运动的速率将可能的 暗物质分为三个大类
冷暗物质：在古典速 度下运动的物质。 温暗物质：粒子运动 速度足以产生相对论 效应。 热暗物质：粒子速度 接近光速。
暗物质一些理论解释
替代理论：暗物 质是目前在解释 各种星系及星系 团观测结果上最 热门的理论
螺旋星系
由此，科学家推断，螺旋星系中心必有神 秘物质的存在，并命名为暗物质。
探索暗物质
物质：4.9%
暗物质：26.8%， 暗能量：68.3%（质能等价）
暗物质是指那
些自身不发射 电磁辐射，也 不与电磁波相 互作用的一种 物质。人们目 前只能通过引 力产生的效应 得知宇宙中有 大量暗物质的 存在。
暗能量是一种
充溢空间的、 增加宇宙膨胀 速度的难以察 觉的能量形式。
1915年，爱因斯坦根据他的相对论得出推论：宇宙的形状取决 于宇宙质量的多少。他认为 :宇宙是有限封闭的。如果是这样， 宇宙中物质的平均密度必须达到 5 1030 g / cm3 。但是，迄 今可观测到的宇宙的密度，却比这个值小100倍。 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。 2006 年，美国天文学家利用钱德拉 X 射线望远镜对星系团 1E 0657-56进行观测，无意间观测到星系碰撞的过程，星系团碰撞 威力之猛，使得黑暗物质与正常物质分开，因此发现了暗物质 存在的直接证据。
宇宙大爆炸理论——随着时间的推移，宇宙的膨胀速度将 因为物质之间的引力作用而逐渐减慢。也就是说，距离地 球相对遥远的星系，其膨胀速度应该比那些近的星系慢一 些。
1998年，美国加州大学伯克利分校高级科学家索尔皮尔姆 特以及澳大利亚国立大学布赖恩施密特分别领导的两个小 组，通过观测发现，那些遥远的星系正在以越来越快的速 度远离我们——宇宙是在加速膨胀。
毫无疑问，我们认为暗物质、暗能量是存在的， 并认为它是人类窥视宇宙深处的窗口 随着人类对暗物质 和暗能量认识的不 断深化, 甚至有可 能改变我们对宇宙 的根本看法, 在不 远的未来，很可能 形成新的理论体系。
我们坚信： 随着暗物质、暗能 量的发现, 一方面 将推动物理学定律 研究自宏观到微观 之后进入宇观, 另 一方面, 必将推动 物理学酝酿形成第 五次大突破。
(非弹性)散射信号直接探测大质量弱相互作用粒子.
NO.3 轴子的探测
轴子,是 为解决强作用中CP破坏而引人 的粒 子,可能产生于宇宙早期。 轴子 的质量 很 小,在 10-6eV一10 -3eV之 间,寻 找它 的实验很困难.通常的实验 方 法 是借助 于轴子 在 强磁 场中转化 为γ 射线,通 过 此下射 线在谐振腔 中产生的共振或与激光产生 的相 干效应来确 认轴子.已进行的实验 均 未 找 到 轴子.较 大规 模 的实验 (如L LN L）和 日本 （To kyo ) 还 在 进行,人们期待着他们的结果。
宇宙微波背景辐射图像
（恰普雷金）气体模型
暗 物 质 分 布 图
图示为宇宙中“暗物质”第一个大规模分布图的部分内容，是利用在“哈勃太 空望远镜”迄今最大的一次勘测活动中获得的图像做成的。
几种暗物质的探索
那么，暗物质到底是什么呢？
NO.1 晕族大质量致密天体（ MACHOS）， 又名大质量致密晕天体
霍金说过“如果我们确实发现了一套完整的理 论, 它应该在一般的原理上及时让所有人(而不 仅仅是少数科学家) 所理解。
暗物质的影响与意义
此外，弄清暗物质、暗能量的本质,弄清它如何左 右宇宙的命运,确是一个当代难题。科学认识论告 诉我们, 一个重大的科学发现必然会引起知识框架 的重构、理论体系的深化及实验观察手段的改进, 这样， 我们就可以不断发现未知的世界！
1985年以来,大质量弱相互作用粒子的观测研究逐渐成为 非加速器物理最热门的课题之一其探测方法二,即 间接 法 和直接 法. (l )间接法
大质量弱相互作用粒子被太阳、地球或银晕俘获,湮 灭
产生次级粒子。间接探测法 即是通过探测次级粒子来确 认大质量弱相互作用粒子。 (2 )直接法 此法是 通 过探测大质量弱相互作用粒子与靶核弹性
暗物质、暗能量存在的依据
弗里茨·兹威基
Jan Oort
最早提出证据并推断暗物质存在的是20世纪30年代 荷兰科学家Jan Oort与美国加州理工学院的瑞士天 文学家弗里茨·兹威基等人。
弗里茨·兹威基观测螺旋星系旋转速度时，发现星系外侧的 旋转速度较牛顿重力预期的快，故推测必有数量庞大的质能 拉住星系外侧组成，使其不致因过大的离心力而脱离星系
现状与展望
目前国际上暗物质探 测的实验研究正处在 蓬勃发展的阶段, 未 来10 年将是暗物质探 测的黄金时代。 国际上，美欧日等都 将暗物质探测列为21 世纪重大科学研究的 重点，国内在最近中 科院2050 创新规划路 线图中，将暗物质课 题列为科学前沿问题 的第一位。
中国锦屏地下实验室
我们的观点
重力理论修正： 解释星系自转曲线等问题 量子重力： 企图统一重力以及量子力 学的理论
典型的螺旋星系自转曲线： 预测的（A）和观测的（B）
暗能量的组成及理论模型
1998年控测了宇宙微波背景（CMB）下扰动的大量样本 从各个方向袭击 地球的持续的电 磁声波，他们认 为遥远的声音是 大爆炸之后的遗 留辐射，得出的 结论是：“宇宙 常数”不等于0， 可能的暗能量在 整个宇宙中所占 比例还很大
自19 90年来,MA C H O、 E RO S 和 O G L E等合作 组分别对 MA C H O 进行 了 观测,确 认 了银晕 中 MAC H O 的在,其质 量 在 0.1一1.2倍的 太 阳质量 之 间,占银晕总质量 的30一 50%.
NO.2 WIMP(大质量弱相互作用粒子)的寻找
暗物质的组成
历史上，人们依照其 运动的速率将可能的 暗物质分为三个大类
冷暗物质：在古典速 度下运动的物质。 温暗物质：粒子运动 速度足以产生相对论 效应。 热暗物质：粒子速度 接近光速。
暗物质一些理论解释
替代理论：暗物 质是目前在解释 各种星系及星系 团观测结果上最 热门的理论
螺旋星系
由此，科学家推断，螺旋星系中心必有神 秘物质的存在，并命名为暗物质。
探索暗物质
物质：4.9%
暗物质：26.8%， 暗能量：68.3%（质能等价）
暗物质是指那
些自身不发射 电磁辐射，也 不与电磁波相 互作用的一种 物质。人们目 前只能通过引 力产生的效应 得知宇宙中有 大量暗物质的 存在。
暗能量是一种
充溢空间的、 增加宇宙膨胀 速度的难以察 觉的能量形式。
1915年，爱因斯坦根据他的相对论得出推论：宇宙的形状取决 于宇宙质量的多少。他认为 :宇宙是有限封闭的。如果是这样， 宇宙中物质的平均密度必须达到 5 1030 g / cm3 。但是，迄 今可观测到的宇宙的密度，却比这个值小100倍。 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。 2006 年，美国天文学家利用钱德拉 X 射线望远镜对星系团 1E 0657-56进行观测，无意间观测到星系碰撞的过程，星系团碰撞 威力之猛，使得黑暗物质与正常物质分开，因此发现了暗物质 存在的直接证据。
宇宙大爆炸理论——随着时间的推移，宇宙的膨胀速度将 因为物质之间的引力作用而逐渐减慢。也就是说，距离地 球相对遥远的星系，其膨胀速度应该比那些近的星系慢一 些。
1998年，美国加州大学伯克利分校高级科学家索尔皮尔姆 特以及澳大利亚国立大学布赖恩施密特分别领导的两个小 组，通过观测发现，那些遥远的星系正在以越来越快的速 度远离我们——宇宙是在加速膨胀。
毫无疑问，我们认为暗物质、暗能量是存在的， 并认为它是人类窥视宇宙深处的窗口 随着人类对暗物质 和暗能量认识的不 断深化, 甚至有可 能改变我们对宇宙 的根本看法, 在不 远的未来，很可能 形成新的理论体系。
我们坚信： 随着暗物质、暗能 量的发现, 一方面 将推动物理学定律 研究自宏观到微观 之后进入宇观, 另 一方面, 必将推动 物理学酝酿形成第 五次大突破。
(非弹性)散射信号直接探测大质量弱相互作用粒子.
NO.3 轴子的探测
轴子,是 为解决强作用中CP破坏而引人 的粒 子,可能产生于宇宙早期。 轴子 的质量 很 小,在 10-6eV一10 -3eV之 间,寻 找它 的实验很困难.通常的实验 方 法 是借助 于轴子 在 强磁 场中转化 为γ 射线,通 过 此下射 线在谐振腔 中产生的共振或与激光产生 的相 干效应来确 认轴子.已进行的实验 均 未 找 到 轴子.较 大规 模 的实验 (如L LN L）和 日本 （To kyo ) 还 在 进行,人们期待着他们的结果。
宇宙微波背景辐射图像
（恰普雷金）气体模型
暗 物 质 分 布 图
图示为宇宙中“暗物质”第一个大规模分布图的部分内容，是利用在“哈勃太 空望远镜”迄今最大的一次勘测活动中获得的图像做成的。
几种暗物质的探索
那么，暗物质到底是什么呢？
NO.1 晕族大质量致密天体（ MACHOS）， 又名大质量致密晕天体
霍金说过“如果我们确实发现了一套完整的理 论, 它应该在一般的原理上及时让所有人(而不 仅仅是少数科学家) 所理解。
暗物质的影响与意义
此外，弄清暗物质、暗能量的本质,弄清它如何左 右宇宙的命运,确是一个当代难题。科学认识论告 诉我们, 一个重大的科学发现必然会引起知识框架 的重构、理论体系的深化及实验观察手段的改进, 这样， 我们就可以不断发现未知的世界！
1985年以来,大质量弱相互作用粒子的观测研究逐渐成为 非加速器物理最热门的课题之一其探测方法二,即 间接 法 和直接 法. (l )间接法
大质量弱相互作用粒子被太阳、地球或银晕俘获,湮 灭
产生次级粒子。间接探测法 即是通过探测次级粒子来确 认大质量弱相互作用粒子。 (2 )直接法 此法是 通 过探测大质量弱相互作用粒子与靶核弹性
暗物质、暗能量存在的依据
弗里茨·兹威基
Jan Oort
最早提出证据并推断暗物质存在的是20世纪30年代 荷兰科学家Jan Oort与美国加州理工学院的瑞士天 文学家弗里茨·兹威基等人。
弗里茨·兹威基观测螺旋星系旋转速度时，发现星系外侧的 旋转速度较牛顿重力预期的快，故推测必有数量庞大的质能 拉住星系外侧组成，使其不致因过大的离心力而脱离星系
现状与展望
目前国际上暗物质探 测的实验研究正处在 蓬勃发展的阶段, 未 来10 年将是暗物质探 测的黄金时代。 国际上，美欧日等都 将暗物质探测列为21 世纪重大科学研究的 重点，国内在最近中 科院2050 创新规划路 线图中，将暗物质课 题列为科学前沿问题 的第一位。
中国锦屏地下实验室
我们的观点
重力理论修正： 解释星系自转曲线等问题 量子重力： 企图统一重力以及量子力 学的理论
典型的螺旋星系自转曲线： 预测的（A）和观测的（B）
暗能量的组成及理论模型
1998年控测了宇宙微波背景（CMB）下扰动的大量样本 从各个方向袭击 地球的持续的电 磁声波，他们认 为遥远的声音是 大爆炸之后的遗 留辐射，得出的 结论是：“宇宙 常数”不等于0， 可能的暗能量在 整个宇宙中所占 比例还很大
自19 90年来,MA C H O、 E RO S 和 O G L E等合作 组分别对 MA C H O 进行 了 观测,确 认 了银晕 中 MAC H O 的在,其质 量 在 0.1一1.2倍的 太 阳质量 之 间,占银晕总质量 的30一 50%.
NO.2 WIMP(大质量弱相互作用粒子)的寻找