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2014-07-02 05:47:36蘇彩惠

驚現神秘X射線信號或能揭示暗物質組成.....



2014629資訊,據國外媒體報導,宇宙膨脹的來源究竟是什麼?義大利科學家最近指出,宇宙膨脹可能源於物質和反物質之間的關係,物質和反物質間重力相互排斥創造出的反重力才是造成宇宙加速膨脹的幕後推手

 

義大利托里諾天文臺的科學家瑪西莫·維拉塔用兩個重要的假設開始了這項研究。首先,他假設物質與反物質的品質和能量密度都為正值。一般而言,粒子的重力僅由其品質決定,品質為正值表明該粒子的重力將會吸引其他粒子。根據維拉塔的假設,這種情況對反粒子也同樣適用。於是,在重力的影響下,粒子之間和反粒子之間分別會形成引力。那麼粒子和反粒子之間存在什麼關係呢?

 

為了解決這個問題,維拉塔引入了第二個假設——廣義相對論是CPT(電荷宇稱時間)守恆。這意味著,統治時空中普通場內普通物質粒子的法則同樣適用於其他情境。也就是把粒子(電荷C)、左與右(宇稱P)、過去與未來(時間T)反轉,讓其成為自己的反物質,這些法則也適用。當你將一個粒子或者該粒子所在場的電荷、宇稱和時間的相對論等式進行顛倒,在重力方面的結果是符號出現了變化,這意味著,物質和反物質之間存在所謂的反重力。

 

維拉塔引用蘋果砸中牛頓的頭部這個奇特有趣的例子進行了說明。維拉塔說,如果一個反蘋果砸在一個反地球上,這兩者會相互吸引,反蘋果會砸在反牛頓的頭部,然而,反蘋果不可能落在我們居住的地球上,因為這個地球上都是我們常見的物質。相反,因為重力符號出現的變化,反蘋果會遠離地球。換句話說,如果廣義相對論是CPT守恆,那麼,反重力將導致粒子和反粒子之間相互排斥,維拉塔表示,從更大規模上來說,物質和反物質之間強大的排斥力使宇宙不斷膨脹。

 

維拉塔認為,反物質和物質之間相隔遙遠,反物質隱藏在星系團之間廣袤無垠的空白處。科學家認為,這些空白處源于原生密度場內微小的負波動,而且,這些地方似乎確實存在著某種反重力,排斥所有遠離它們的物質。當然,至於天文學家為何迄今仍沒有在這些空白處看到任何反物質還是一個未解之謎,或者,答案不止一個。

 

       

201471據國外媒體報導,在一項星系團研究中,天文學家利用美國航空航天局(NASA)的錢德拉X射線天文臺和歐洲空間局(ESA)XMM-牛頓衛星,發現了一個神秘的X射線信號。一個有趣的猜測認為,這些X射線是來自惰性中微子的衰變。但探測結果還需要更多資料的支援,才能排除其他可能的解釋,以確認是否發現了暗物質。

 

天文學家認為,暗物質占宇宙物質的85%,但並不會像正常的物質如質子、中子和電子等——它們組成了行星、恒星和星系中存在的那些我們熟悉的元素——那樣釋放或吸收光線。因此,科學家需要採用間接的方法來尋找暗物質的線索。

 

由錢德拉X射線天文臺和XMM-牛頓衛星獲得的最新資料包含一個未經確認的X射線發射譜線,即一個波長十分特殊的高強度X射線峰。天文學家在英仙座星系團探測到了這個譜線,在利用XMM-牛頓衛星進行的對73個其他星系團的聯合研究中,天文學家也發現了這一譜線。

 

 我們知道暗物質的解釋風險很大,但如果我們押對了,回報將非常巨大,研究負責人、哈佛-史密森天體物理中心的Esra Bulbul說,因此我們將繼續驗證這一假說,看看能得到些什麼。

 

研究者提出,這一譜線可能是惰性中微子衰變所留下的痕跡。惰性中微子是一種理論上的中微子,不參加除引力以外的任何相互作用。有些科學家認為,惰性中微子至少可以部分地解釋暗物質。

 

不確定的原因之一是,對這一譜線的探測幾乎將兩個探測器在靈敏度上推到了極限。而且,如果該X射線譜線被證實的話,也有其他可能的解釋。星系團中的普通物質也有可能產生這樣的譜線,儘管研究團隊分析認為,這涉及到一些不大可能發生的星系團物理條件的改變,以及極熱氣體原子物理學特性的變化。

 

研究人員指出,即使惰性中微子的解釋成立,他們的探測結果也不能表明所有的暗物質都是由惰性中微子組成。我們的下一步工作是整合錢德拉X射線天文臺和JAXA朱雀衛星的資料,看下是否發現了同樣的X射線信號,論文合著者,哈佛-史密森天體物理中心的亞當·福斯特說,對於這些資料的含義,我們或許得等到Astro-H發射之後才能獲得定論,這顆衛星上裝有新型的X射線探測器,可以更加精確地測定這一譜線。