江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

【暗物质】有什么新的证据可以彻底改变所有已知的物理学？( 二 )


换句话说 ， 我们知道“已知物理”并不能解释我们在宇宙中观察到的一切 。
我们已经看到了可能存在于目前已知的科学极限之外的线索 。 在粒子物理学方面 ， 许多实验得出了出乎意料的结果 ， 如果它们具有更高的意义 ， 可能是革命性的 。 Atomki异常发现一组衰变的粒子显示出奇怪的、出乎意料的行为 ， 这可能是一个实验错误 ， 或者是一个新粒子的迹象 ， 该粒子不属于标准模型 。 有争议的DAMA实验以及最新的XENON结果可能代表了新的物理学 ， 或者在一个更普通的场景中 ， 一个新的噪声源 。
同时 ， 在太空中 ， 阿尔法磁谱仪观测到无法解释的过量反物质 ， 美国航天局的费米卫星观测到来自星系中心的伽马射线过量 ， 测量宇宙的不同技术产生了不同的膨胀率值 ， 等等 。
然而 ， 这些结果没有一个是绝对可靠的 ， 以至于它们一定是新物理学的标志；它们中的任何一个或全部可能只是统计波动或校准不当的仪器导致的结果 。 许多现象可以很容易地用广义相对论的模型来解释 。
这些和其他的实验将继续进行 ， 探索这些异常并寻找其他异常 ， 同时我们将继续完善宇宙的图像 。 但是在接下来的几十年中 ， 新的实验和观测站将上线 ， 这将使我们的疆域比以往任何时候都更加遥远 ， 并通过新颖的方式探索宇宙 。 以下是我最兴奋的 。
暗能量真的是常数吗？
现在 ， 这似乎是不变的 ， 但还有相当大的回旋余地 。 根据即将到来的大规模星系调查（由维拉·鲁宾天文台领导）和遥远的超新星数据（由即将到来的南希·格雷斯·罗曼望远镜（前WFIRST）提供） ， 我们应该知道暗能量是否随时间而演化 。 如果是这样的话 ， 我们的“标准”宇宙模型将不得不修改 。
暗物质能被直接探测到吗？
XENON实验的最新结果为我们所见过的粒子暗物质 ， 提供了最令人兴奋的候选证据 ， 但下一代的实验将对此进行检验 。 升级的XENON实验 ， 以及LUX-ZEPLIN实验 ， 要么会发现粒子暗物质 ， 要么会排除我们目前最好的（而且可以说是唯一的）候选粒子 。
在超高能量的情况下会发生什么？
寻找中微子、切伦科夫辐射或其他高能信号的宇宙射线实验发现 ， 粒子的能量是大型强子对撞机（LHC）所能达到的能量的数百万倍 。 如果有新的高能物理学 ， 这是我们最好的探测器 。
第一批颗星星是什么时候真正形成的？
哈勃望远镜基本上受到其光收集能力（即尺寸）、视野和波长范围的限制 。 美国宇航局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜 ， 以及即将问世的一代地基30米级望远镜 ， 可以前所未有地探测最早、最遥远的恒星和星系 ， 寻求对最早时期结构形成的更深入了解 。
有没有违反标准模型的粒子物理暗示？
也许 ， 我们正在努力更好地测量电子和μ介子的磁矩；如果它们存在不一致 ， 就会诞生新的物理学 。 我们正在努力揭示中微子是如何振荡的；这也可能会诞生新的物理学 。 如果我们建造一个精确的电子-正电子对撞机 ， 无论是圆形的还是线性的 ， 我们可能会发现LHC无法找到的超出标准模型的线索 。
关于新物理学可能隐藏在哪里 ， 还有很多其他的选择 ， 关于什么实验或观察可能揭示它 ， 还有很多其他的选择 。 我们可能会用激光干涉仪来揭示宇宙中的暗物质 。 在我们真正探测到之前 ， 我们无法知道 。
【【暗物质】有什么新的证据可以彻底改变所有已知的物理学？】但最让我兴奋的是“以上都不是”的选择 。 当然 ， 有可能根本没有新发现的东西 ， 但我们也有可能找到一些我们甚至没有考虑过的东西 。 科学研究的美在于发现事物的过程 。 要发现目前边界之外还有什么秘密 ， 需要付出巨大的努力 。 但是 ， 随着成千上万的科学家投入到这项工作中 ， 前所未有的知识肯定会成为我们都能欣赏和享受的回报 。


推荐阅读


上一篇：「美国」美国天空现异象，宛如世界末日！

下一篇：科学家▲欧洲天空频现离奇天象，或是外星超级科技活动留下的痕迹？