暗物质与暗能量研究进展

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1、暗物质与暗能量研究进展　　【摘要】21世纪来自物理学和天文学的重大挑战之一是暗物质和暗能量。文章首先就暗物质和暗能量的概念和发现历史进行了简述，接着较详细地介绍了国际及国内暗物质和暗能量的研究动态，最后展望了我国暗物质和暗能量研究前景。　　【关键词】暗物质；暗能量；研究进展　　【Abstract】Inthe21stcenturyfromthephysicsandastronomyisoneofthemajorchallengesofdarkmatteranddarkenergy.Thisthesiste

2、llstheconceptanddiscoveryhistoryofdarkmatteranddarkenergybriefly.Thenitintroductstheinternationalanddomesticresearchtrendsofdarkmatteranddarkenergydetailly.Atlast，itoutlooksourcountry’sresearchprospectofdarkmatteranddarkenergy.　　【Keywords】Darkmatter；Dark

3、energy；Researchprogress　　我们知道原子组成物质，质子、中子、电子等粒子组成原子。但是，20世纪末的天文观测发现普通物质只占宇宙的4%，而暗物质占23%，暗能量占73%。李政道教授指出：“暗物质是笼罩20世纪末和21世纪初现代物理学的最大乌云，它将预示着物理学的又一次革命。”研究它们将会在物理学和天文学史上诞生出新的重大发现，并对未来的科学发展产生不可预估的重要作用。8　　1什么是暗物质、暗能量　　1.1什么是暗物质　　暗物质（DarkMatter）是一种因存在现有理论无法解释的现

4、象而假想出的物质，它小于电子和光子，不带电荷，与电子不发生干扰，对电磁波和引力场均能穿越，是组成宇宙的重要部分。　　1.2什么是暗能量　　暗能量（DarkEnergy）是假想的一种能量形式，它充溢在广阔的宇宙空间，以一种负压力为表现，在推动宇宙运动中起巨大作用。　　2暗物质、暗能量的发现历史　　2.1暗物质的发现历史　　1933年弗里茨.兹威基（FritzZwicky）发现按照星系的径向运动速度推断出的星系团质量和按照星系团中发光星体推断出的质量相差了近400倍。因此，他推测星系团可能主要由不发光的物质

5、构成，并首次提出暗物质的概念[1]。　　20世纪70年代，美国天文学家薇拉.鲁宾（VeraRubin）通过对大量星系旋转曲线的研究证实宇宙中确实存在大量暗物质。　　20世纪80年代，科学家正式提出了“暗物质”这个名称并被广为接受。　　2.2暗能量的发现历史8　　按照宇宙大爆炸理论，发生大爆炸后，宇宙的膨胀速度会因为时间的流逝逐渐减慢。但1998年，美国加州大学物理学伯克利国家实验室（LBNL）及澳大利亚国立大学的科学家们发现，宇宙正在加速膨胀，并不是以前科学家预测的减速膨胀。　　Ia型超新星观测是宇宙中

6、存在暗能量的最直接观测证据。1998年两个Ia型超新星（SN）小组发现了宇宙在加速膨胀，由此揭示了暗能量的存在，这一成果被美国《科学》杂志选为当年的世界十大科技进展之首。之后暗能量一直为物理学界和天文学界关注的焦点。暗能量的基本特征是具有负压，在宇宙空间中（几乎）均匀分布且不结团[2]。　　3暗物质、暗能量的研究动态　　3.1国际暗物质、暗能量的研究动态　　20世纪70年代以来，通过对大型天体间尤其是星系间的引力观测研究，科学家们发现，普通物质不会引起这么大的引力，因此宇宙存在暗物质的理论被广泛认同。　

7、　发现暗物质存在的直接证据是在2006年。美国天文学家在对星系团1E0657-56进行观测时意外观测到在星系团猛烈碰撞的过程中，黑暗物质与正常物质分开，由此获得暗物质存在的直接证据。　　2007年1月，暗物质分布图诞生。　　2007年，美国暗物质研究评估小组成立，该小组由美国国家航空航天局（NASA）、自然科学基金会（NSF）、美国能源部（DOE）联合组成，在其发布的报告中指出，破解宇宙暗物质谜团具有极其重要的科学意义，并希望美国加大在暗物质研究方面的投入，保持世界领先地位。　　2007年5月16日出版

8、的《天体物理学杂志》称，约翰斯?霍普金斯大学天文学家小组利用哈勃太空望远镜，探测到了位于遥远星系团中呈环状分布的暗物质[3]，成为最强有力的能证明暗物质存在的证据。8　　2007年，日本成立了科维理宇宙物理与数学研究所（简称“KavliIPMU”），暗物质与暗能量是其研究的重要课题。并为其昴星团望远镜（Subaru）升级HSC数字照相机，成立了PFS合作组，以进行高精度的深空观测，从而探索暗能量更多的细节。　　2008年9月，吨量级的暗物质