2008年07月04日 09:24
科學家繪製出的宇宙中暗物質三維
美國亞利桑那大學的天文學家日前宣佈，他們已估算出了隱藏在太陽系中的暗物質的總重量。根據他們構建的計算模型，在從太陽到海王星之間的區域裏集中分佈著重量達1.07х10的20次方千克的暗物質。
按照科學家們近年來提出的理論，暗物質佔據了宇宙總品質的絕大部分。這類物質雖然廣泛分佈於宇宙空間之中，但它們既不吸收也不會產生電磁輻射，而只會與周圍物體發生引力作用。由於這些特性，人們要使用普通的觀測儀器直接對它們進行觀測是根本不可能的。要想證實暗物質的存在，只能通過測量光線在從它們附近經過時所發生的彎曲現象來間接地實現。除此之外，通過計算天體實際運行軌道與理論計算值之間的偏差，也可間接地用來證明暗物質的存在。
為了測量太陽系中暗物質的重量，亞利桑那大學的天文學家們通過對太陽系中行星及其衛星的運行情況進行細緻觀測，專門構建了一個用於反映太陽系中暗物質粒子間相互作用的數學模型。通過計算太陽系中各天體在運行過程中出現的偏差，科學家們先是計算出了它們所受到的不明引力的大小，進而估算出了暗物質的總重量及其分佈情況。該模型的運算結果顯示，在距離太陽越遠的區域，暗物質的密度就越低。
參與這項研究的天文學家指出，暗物質的存在或許可以用來解釋，為什麼已運行至太陽系邊緣區域的“先驅”號宇宙飛船的飛行軌跡會發生莫名的偏移。除此之外，他們還希望借此模型來探尋構成暗物質的粒子。
到目前為止，科學家們還未直接記錄到構成暗物質的基本粒子——“弱相互作用有品質粒子”( WIMPS, weakly interacting massive particle )。雖然曾多次有研究人員宣稱已發現了構成暗物質的粒子，但隨後的研究證實，他們的所謂發現都缺乏有力的證據支援。
天文學的觀測表明，宇宙中有大量的暗物質，特別是存在大量的非重子物質的暗物質。據天文學家們估計，在宇宙的總品質中，重子物質約佔2%，也就是說，宇宙中可觀測到的各種星際物質、星體、恒星、星團、星雲、類星體、星系等的品質總和只佔宇宙總品質的2%，其餘98%的物質還沒有被直接觀測到。在宇宙中非重子物質的暗物質當中，冷暗物質約佔70%，熱暗物質約佔30%。
