加拿大學者透過超級電腦發現宇宙「暗物質」

大約有96%的已知宇宙(Universe)似乎失蹤了;這些失蹤的物質被稱為暗物質(dark matter)”或者暗能量(dark energy)”,似乎不發射或者反射可被直接觀察到的足夠電磁輻射(electromagnetic radiation),因此必須透過它們對於可見物質的萬有引力影響來推測其存在。

有些研究人員提出量子效應(quantum effect)來解釋失蹤的暗能量位於何處,而其他天文物理學家則認為,應該有更多的暗物質聚集在遙遠星系的中心。加拿大McMaster大學的研究人員目前聲稱,失蹤的暗物質就在星系週圍的光環之中。透過使用一部超級電腦來建立有關星系形成的精確模型,研究者聲稱失蹤的暗物質一直都在那裏,一個科學家們料想不到的位置。


發現失蹤物質的關鍵,在於為用於解釋關於新星系大爆發誕生過程的模型中,增加更多的細節,尤其是星際氣體與暗物質之間的關係。McMaster大學物理與天文學系研究助理Sergey Mashchenko表示,目前的模型名為「冷暗物質宇宙學(cold dark matter cosmology)」。他表示,該模型預言應該有更多的暗物質集中在遙遠星系的中心。


Mashchenko指出,該冷暗物質模型所包含範圍雖然很大,不過卻缺乏預測單獨星系結構的必要細節。不過他表示,他的模型提供了有關新星系大爆發過程中遺漏的細節;這些星系起源於超新星大爆炸之後產生的星塵(star dust)所組成的厚雲層,最後則會逐漸成長。

根據更精確的模型顯示,這些超新星會攪動範圍廣闊的星際氣體雲,並把失蹤的暗物質推到星系的邊緣。因此那些過去被認為在宇宙中消失了的暗物質,實際上是隱藏在星系週圍看不見的光環裡。

Mashchenko的超級電腦模擬,是在共享分級學術研究運算網路(Shared Hierarchical Academic Research Computing Network)上進行的;該網路包括一個由大學組成的聯盟,每所大學都貢獻一個高性能電腦叢集,並透過光纖網路連接成一個由電腦叢集組成的叢集。

(參考原文:Researcher claims to have found missing dark matter)



天文新發現:暗物質孕育「暗星」跟據標準的理論說法,有96%左右的宇宙是由暗物質(dark matter)暗能量(dark energy)所構成的,但暗物質和暗能量究竟在哪裡,它們又是什麼東西呢?

科學家之所以用「暗」來形容它們,是因為必須透過有關可見宇宙的萬有引力數據,才能推測其存在。這些引力數據顯示,宇宙中的物質與能量,應該比我們透過望遠鏡所看到的,分別多出22%74%

而就在今年,有一些新提出的理論提供了關於暗能量和暗物質的新解釋。例如,最近有科學家指出,暗能量是太空中的量子壓力(pressure)”,而暗物質位於星系週圍的光環之中。現在,美國鹽湖城Utah大學的研究人員則針對暗物質如何在弱交互作用大質量粒子(weakly interacting massive particlesWIMP)的驅動下,導致了巨大暗星(dark stars)的形成。

「暗星是穩定的重粒子雲,質量是普通恆星的40020萬倍;」Utah大學天文物理學家Paolo Gondolo表示:「它們在宇宙大爆發(Big Bang)8,000萬年以後形成;在其形成的地方,中性子(neutralion)抵銷了反中性子(anti-neutralinos),因此產生足夠的熱量來防止氫和氦雲冷卻收縮成常規的恆星,因而形成巨大的暗星。」

暗星所佔據的空間非常巨大,沒有人曾經尋找過它們發出的紅外線光輝(infrared glow)。它們在宇宙大爆發的8,000萬年後形成,大爆炸產生中性子與反中性子,類似於物質與反物質;以上兩者一旦會合就會相互抵銷,並產生包括伽瑪射線(gamma ray)、微中子(neutrino),以及反物質發射,伴隨寒冷的分子氫氣雲,通常不能容留此類能量充沛的粒子。

Gondolo表示:「在宇宙大爆發之後,存在巨大的暗物質和反暗物質光環,在引力作用下變得密度越來越高,直到暗星濃縮形成;它們之所以暗,是因為溫度不夠高、無法發光。但當暗物質和反暗物質彼此抵銷之後,就會產生稱為夸克(quarks)”的次原子(subatomic)粒子,以及其反物質──反夸克(antiquarls),這個過程會產生熱量,防止正常情況下的氫與氦冷卻和收縮。而那些巨大的暗星可能仍在那裏。」

Gondolo的研究小組成員包括來自Michigan大學的天文物理學家Katherine FreeseAnn Arbor以及California大學的研究生Douglas Spolyar;他們也建議天文學家可以去找找,在球狀星團(globular clusters)和在古老星系的中心,發出紅外線輻射的巨大暗星。他們的研究得到了美國國家科學基金會(NSF)、美國能源部(U.S. Department of Energy),以及Michigan大學的贊助。

(參考原文:Dark matter spawns dark stars)

[ 本帖最後由 dumbmotor 於 2008-3-3 02:46 編輯 ]
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