大国院士第二百五十三章 暗物质

当人类抬头仰望天空的那一刻开始对于天空、宇宙、群星....的想象就从未停止过。

太阳、月亮、繁星......所有的一切看起来都那么美好且神秘。

而在进入现代社会后科学家们开始利用各种仪器设备对宇宙星辰进行的观测与研究。

漫长的时间让他们发现我们所处的宇宙可能存在一个巨大的问题。

那就是我们日常所熟知的所有物质例如：树、岩石、原子、行星、恒星、星系加起来重量占比在整个宇宙都达不到百分之五。

而剩下的百分之九十五到底是什么既看不到也无人知晓。

在后续的研究中科学家们对这百分之九十五的物质进行了大量的跟踪分析。

最终通过各种物理公式和观测数据确定我们的宇宙中有着一种占比超过整体质量百分之九十五以上的一种看不见物质。

在当时第一个推测发现这种物质的天文学家佛里茨·茨威基教授将其命名为‘dark matter’这就是暗物质的由来。

而坐在后续的研究中科学家们发现dark matter其实分两种一种是最开始提出的暗物质另一种则是暗能量。

其中暗物质占比达到整个宇宙的百分之二十五而暗能量的占比达到整个宇宙的百分之七十以上。

这两者相加总质量达到了整个宇宙的百分之九十五以上。

剩下不到的百分之五的物质才形成了我们如今能观测到的一切。

只不过迄止至今我们仍然无法具体的观测到百分之九十五的暗物质和暗能量。

对它们的研究依旧建立在各种推测以及对那些异常的宇宙现象的观测。

比如天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果等等。

这些宇宙现象表明暗物质和暗能量可能大量存在于星系、星团及宇宙中其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。

再结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型（Λcdm模型）可确定宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。

对于暗物质的研究一种被广泛接受的理论认为组成暗物质的是“弱相互作用有质量粒子”（weakly iiicle wimp）其质量和相互作用强度在电弱标度附近在宇宙膨胀过程中通过热退耦合过程获得观测到的剩余丰度。

此外也有假说认为暗物质是由其他类型的粒子组成的例如轴子（axion）惰性中微子（sterile rino）等等假想粒子组成。

而在上辈子徐川就观测到了轴子和惰性中微子这两种物质间接的证明了暗物质的存在。

如果不是诺贝尔奖的规定他在上辈子的2018年能直接凭借这一发现拿到的诺贝尔物理奖。

按照诺贝尔奖的评奖原则奖牌并不会将奖牌颁给粒子或者某种已有理论未知现象的发现者也不会奖励操作强子对撞机的研究员。

即便是再轰动世界的成果也只会颁给这一理论的提出者或者完善者。

因为在学术界普遍的观点中前两者的工作虽然重要但并非是那种决定性的重要。

而后者的工作才是具备决定性的。

比如在2012年探测到了希格斯粒子而在2013年诺贝尔物理奖就颁发给了希格斯玻色子理论的提出者彼得希格斯与弗朗索·瓦恩格勒。

至于参与实验的研究人员虽然大家都有功劳但很遗憾诺奖和他们没有任何的关系。

他的导师爱德华·威腾其实也是这类型的着名学者。

他提出了m理论和一系列完善的理论如果被验证这些理论真实那么他毫无疑问能拿到诺贝尔奖。

但同样相当遗憾的是他的理论要验证还不知道要多久的时间才能做到。

就像希格斯玻色子是上个世纪六十年提出来的理论直到2013年提出理论的希格斯与弗朗索·瓦恩格勒才获得诺奖一样这中间经历近六十年。

如果威腾想要凭借他的m理论获得诺奖可能也要等到他和希格斯一样都变成九十多岁的糟老头子才能实现。

所以徐川也不可能凭借发现轴粒子和惰性中微子而获得诺贝尔奖。

不过如果他将自己以前用于计算‘希格斯粒子与第三代重夸克的汤川耦合的最理想搜索衰变通道’的方法完善一下将其扩散到大部分的粒子上说不定有机会再拿一个诺贝尔物理奖。

一种能大大节省科研资金节省大量人力物力加速寻找新粒子晚上旧方法的数学模型或方法对于高能物理和粒子物理的重要性就像是xu-weyl-berry定理的拓展应用对于天文学界和天文物理界的重要性一样。

不过最近一段时间他恐怕没时间弄这个。

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