暗物质到底是啥?

作者:小菜 更新时间:2024-08-02 点击数:
简介:出品:科普中国 制作:生生不息团队 党以凡 监制:中国科学院计算机网络信息中心 据外媒报道,安装于国际空间站的粒子物理试验设备阿尔法磁谱仪近日获取了关于反质子流抵达地球大气层的最新数据,这一数据的准确性前所未有。

两个独立的研究团队同样采用这一最新数据,取得了一致的研究成果。

他们声称, 一些反质子应该是产生于暗物质粒子碰撞。

【菜科解读】

出品:科普中国

制作:生生不息团队 党以凡

监制:中国科学院计算机网络信息中心

据外媒报道,安装于国际空间站的粒子物理试验设备阿尔法磁谱仪近日获取了关于反质子流抵达地球大气层的最新数据,这一数据的准确性前所未有。

两个独立的研究团队同样采用这一最新数据,取得了一致的研究成果。

他们声称,一些反质子应该是产生于暗物质粒子碰撞。

这一发现并非科学家首次尝试发现暗物质的证据。

但考虑到阿尔法磁谱仪最新数据的准确性,最新发现应该可以看作是最强有力的证据。

暗物质到底是啥?

(图片来源网络)

暗物质作为宇宙最神秘的力量,上世纪20年代开始引起了科学家的注意,长达近一百年的科学研究已基本证明它的存在,因测量方法或计算方法不准确所导致不同结果的误差,有人质疑它不足以证明真的有暗物质存在,但就现有的科技与认知来看,学界更倾向于其存在的理论与证明方法。

暗物质到底是啥?

笼统地说,暗物质一种暂未被准确定义的构成宇宙的一种物质,2013年,欧洲普朗克宇宙探测器团队推测宇宙的年龄为137.98±0.37亿岁,由4.9%的普通物质, 26.8%的暗物质和68.3%的暗能量组成。

暗物质到底是啥?

而暗物质之所以称为暗物质,那是因为依据已有的证明暗物质存在的证据,没有一种已知粒子符合它的特点。

首先,暗物质不发光却有引力,因为我们是通过引力方法测量到它的存在。

其次,暗物质粒子的主要性质有以下三点:

1. 暗物质粒子的寿命比较长

因为宇宙演化了一百三十多亿年,暗物质仍然存在。

可以推测,要么暗物质是和质子一样,不会衰变的;要么暗物质虽然衰变,但速率非常低;

2.暗物质主要是冷的,也就意味着它的速度比较低,质量比较大

3.暗物质粒子之间的相互作用很弱。

暗物质粒子不参与电磁相互作用,它们之间存在的引力相互作用以及可能存在的弱相互作用,这两种作用都很弱。

在新的粒子物理模型中,有很多粒子的性质很像暗物质粒子,可惜,没有一个完全符合。

下面我们逐个分析。

下图是标准模型,包含除了引力子以外的所有已知粒子:

暗物质到底是啥?

图:现有粒子模型

从左上角看起。

右上角是夸克家族,包括六类夸克,共计36种。

为什么夸克不能是暗物质粒子呢?因为夸克都带电,带电就会发光。

左下角是轻子家族。

电子、μ子和τ粒子都带有电荷。

而中微子虽然不带电荷,但它质量比较轻,速度比较大。

右边是玻色子家族。

其中,光子是电磁相互作用的媒介粒子,肯定不是暗物质。

W及Z玻色子虽然是弱相互作用的媒介粒子,但它们不稳定。

胶子是强相互作用的媒介粒子。

最中间还有一个不标准的玻色子,是希格斯粒子。

它的衰变非常快速,不稳定。

经以上排除,我们大致可推知暗物质粒子应是未知的一种新粒子。

寻找暗物质

目前,用于寻找暗物质的方法大致有以下三种:

1. 模拟宇宙大爆炸:利用大型强子对撞机,模拟宇宙大爆炸之初的样子,试图发现暗物质;

2. 探测暗物质例子与普通例子碰撞发生的信号:根据科学观测,暗物质与普通物质有极小概率会碰撞并发出信号,但由于信号太弱,为了屏蔽其他宇宙射线的影响,我们选择将精密仪器置于地底的深坑进行探测;

3. 空间间接探测:暗物质粒子可能会湮灭或衰变,该过程中发出的宇宙射线可能被发射到太空中的探测器探测到。

我国的暗物质探寻之路

我国探测暗物质的方法属于空间间接探测——2015年12月17日,中国首颗暗物质例子探测卫星DAMPE发射,中国科学院空间科学先导专项中首批确定立项研制的4颗科学实验卫星之一,是目前世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。

我国暗物质粒子探测卫星的主要科学目标有三个:一是暗物质间接探测,也是最主要的;二是寻找宇宙射线的起源;三是伽马射线天体物理。

DAMPE卫星结构及功能

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暗物质到底是啥?

图:DAMPE内部结构

这颗卫星由四大部分组成,从上往下依次是:塑料闪烁体探测器;Si阵列探测器;BGO量能器,中子探测器。

其功能分别为:

塑料闪烁体探测器:区分电荷。

电子和光子打进来,是不同的。

Si阵列探测器:测量宇宙线的方向和电荷。

BGO量能器:最为重要,测量宇宙线的能量。

中子探测器:区分质子和电子。

如上图所示,质子打进来的话,在底端会产生很多中子,而高能宇宙线的电子打进来,产生的中子很少。

DAMPE卫星主要的科学仪器无论在重量、功耗,还是电子学线路的复杂度、工程实现难度方面都超出了以往。

与国际上其它暗物质探测卫星相比,它具有三个显著优势

1. 能够测量的宇宙线的能量非常高,可以测量到104个GeV;

2. 能量分辨率高,可以达到1%左右,测得比较准;

3. 测量能量的本底比较低,也就是区分电子和质子的能力非常强。

对了,它还有个十分中国风的名字——悟空号,取探索、领悟太空之意,也寄予了我们盼望它如孙行者一般在杳渺太空能为我们取回真经的美好愿望。

虽然暗物质探索道阻且长,且到目前为止我们并不十分清楚它的真正应用价值及可能的探测后果,但是人类现有的幸福都是从当初的已知的0%开始的,如今宇宙那未知的26.8%仍在等待着我们,希望这朵笼罩在21世纪物理学天空中的乌云终有一天能够散开,不再有妖魔阻挡科学的康庄大道。

暗物质到底是啥?

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唐朝到底有多强?万国来朝无人不服

是中国历史上最强盛的时期,在前唐朝在中亚势力圈可谓只手遮天,唐朝前期国力强盛、科技先进、文化昌盛、经济发达,压倒性的武力优势让唐朝面对中亚反对势力时经常出现生擒可汗、单人灭国、千人打十万等难以想象的大场面,当时的大唐堪称文明灯塔,帮助中亚各国解决纠纷,甚至干涉内政,就如同现在的美国一般。

唐太宗李世民在位期间对外开疆拓土,攻灭东突厥与薛延陀,征服高昌、龟兹、吐谷浑,重创高句丽。

设立安西四镇,唐朝声威远播,四方宾服,各民族融洽相处,各族人民尊称李世民为“”。

唐太宗实行的少数民族亲和政策,减少了和少数民族间的隔阂,增强了各民族间的融合,实现了多民族共同发展进步的宏大局面。

李靖是隋末唐初的军事家,唐王朝建立后,李靖立下赫赫战功,南平萧铣、辅公祏,北灭东突厥,西破吐谷浑,被李世民封为卫国公,世称公。

东突厥在唐朝初期兵马强盛,是东亚一霸。

李世民登基后,东突厥多次反唐,李靖受命出击。

他以三千骑兵深入敌境千里突袭,连夜遁逃,这是前所未有的奇勋,也让李靖青史留名。

王玄策是唐朝初期出使天竺的使节,在他出使天竺期间,老国王去世,新国王派军队劫掠了使团,王玄策也身陷囹圄,在绝境中王玄策上演了一人灭一国的奇迹。

王玄策先是逃离天竺来到吐蕃,然后发檄文征召军队,有不足1万异族雇佣兵响应了召唤,王玄策就带领他们攻破了天竺五百八十座城邑,俘斩敌人数以万计,震惊了整个天竺。

《秦王破阵乐》是中国唐朝宫廷乐舞,是大唐鼎盛时期的象征,气势不凡。

《秦王破阵乐》最初是唐朝的军歌,演奏时大鼓震天响、传声上百里,气势雄浑、撼天动地。

随着唐军四处征战,《秦王破阵乐》也扬名海外,大师到达印度后,印度戒日王拜见他时就曾询问过《秦王破阵乐》为何声势如此之大。

玄奘是唐朝著名的高僧,他在贞观元年一人西行五万里,历经艰辛到达印度佛教中心那烂陀寺取真经。

玄奘大师之所以一路这么顺利,离不开唐朝在中亚的巨大影响力,一路上玄奘大师受到了中亚各国的礼遇,得益于此,玄奘大师才能完成巡礼,将大乘佛法带回中土。

高仙芝是唐朝中期名将,他虽然是高句丽人,但善于骑射,骁勇果敢,唐玄宗任命高仙芝为安西节度使。

高仙芝后来大败吐蕃,让唐朝重新找回了在中亚的绝对霸主地位。

然而高仙芝过于贪婪,面对早已臣服的石国,高仙芝垂涎于财富,诬告石国国王“无蕃臣礼”,将石国劫掠一空,石国不得已背离唐朝,投奔大食,开始于唐朝敌对。

石国反叛后,,即大食与唐朝形势紧张。

天宝十年,唐朝发动突袭,大约3万人远入阿拉伯腹地突袭,在中亚怛罗斯与阿拉伯军队相遇,并展开了。

起初唐军大占上风,但面对阿拉伯的10万大军,唐军久攻不下,后来因内部反叛而战败。

尽管失败,但直到安史之乱之前,唐朝在中亚都保有一定的影响力。

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牢里的囚犯们为什么要帮唐太宗李世民 囚犯们到底得到什么好处

谋反这种事情,失败了就是反贼,自己和族人的脑袋就得搬家。

高风险意味着高回报,谋反要是成功了,就是改朝换代尽享荣华富贵。

武德九年六月初三,李世民和他的党羽们在策划。

这种事情必须计划周详,一旦出现纰漏,所有参与的人都必须死。

玄武门之变的成败,关键在两座城门的争夺,一座是玄武门,一座是芳林门。

玄武门是通往太极殿的咽喉要道,控制了玄武门就等于控制了太极殿,就可以控制李渊。

芳林门是南衙兵支援宫禁的必经之路,控制了芳林门就可以阻止南衙兵支援李渊。

的长安城,天子亲兵是禁军,驻地在宫殿北边,因此叫“北门兵”。

十六卫部队,驻地在宫殿南方,因此叫“南衙兵”。

玄武门之变前,李世民已经收买了北门军将领云麾将军敬君弘,北门军的问题已经搞定了。

南衙兵归十六卫大将军和32位将军统领,统属权非常复杂。

李世民不可能同时搞定这么多的统兵将军,只能试图争取其中的一些将军。

李世民在玄武门之变前想拉拢和李绩,二人都表示中立。

李靖和李绩的态度,也是大多数南衙兵将领的态度。

南衙兵将军,大多数有追随李世民征战的经历,他们暗中都有支持李世民的想法,但是他们不想为李世民卖命。

李世民知道,玄武门一旦打起来,那些没有被搞定的南衙兵将军,就会向他发起进攻,所以他必须派人去控制芳林门。

李世民想来想去,决定派去控制芳林门。

高士廉是和长孙的舅父,高士廉又当舅舅又当爹,把李世民的老婆和大舅子抚养成人。

李世民对于这个妻舅,是百分之百的信任,就举荐他出任雍州治中(此事典出《新唐书·高士廉传》语:秦王领雍州牧,荐士廉为治中,亲重之。

) 古代没有直辖市的说法,长安虽然是京城,但是归雍州管辖。

古代的礼制,皇帝的嫡长子是太子,不要去封地就藩。

皇帝另外的嫡子,会有一个的封国在雍州,就可以留在长安不用去外地就藩了。

皇子的封地在雍州,是身份尊贵的体现,李世民是李渊最尊贵的嫡次子,理所当然就成了雍州牧。

李世民成了雍州牧,按照礼制只是挂名,不参与雍州具体的政务。

雍州的政务,由治中负责。

高士廉的雍州治中职位,看起来不大,实际上却管着大唐首都的政务,权力大着呢。

高士廉认为他能控制的兵力不够,就建议打开牢门,放囚犯出来助战。

高士廉负责雍州治安这一块,雍州的牢房和刑吏都归他管辖,他要开牢门放囚犯助战,是可行性极强的方案。

李世民听了高士廉的话,马上就同意了这个方案。

贞观四年六月初四凌晨,李世民率领部队去玄武门埋伏。

高士廉则带着官吏去大牢里,他对囚犯们说道:“太子和齐王谋反,如今社稷有难,尔等可将功折罪。

只要你们拿起武器随我勤王,你们所有的罪过就一笔勾销。

若是你们勤王力战有功,皇上还会重重的奖赏你们!” 牢里的囚犯们,根本就不知道外面的情形,他们听到了拿起武器就可以免罪,纷纷兴高采烈去领兵器了。

这些个囚犯 有不少是重犯在等待秋决的。

还有不少犯人,也是重案在身,刑期极长,一辈子就那样交代了。

如今有一个绝地重生的机会,他们肯定高兴啊。

高士廉很快就完成了囚犯的动员武装工作,带着他们就去控制芳林门了。

(此事典出《新唐书·高士廉传》语:“与王隙已炽,乃与长孙无忌密计计定,是日率吏卒释囚授甲,趋芳林门助战。

”) 和李元吉被杀之后,太子余部向玄武门发起了猛攻。

玄武门喊杀声惊天动地,传到了南衙兵的驻地。

南衙兵的将军们,有装聋作哑的,有保持中立的。

也有一些忠于李渊的南衙兵将军,带领部队就去勤王。

勤王的南衙兵到了芳林门,被高士廉率领的囚犯们拦住了,就发起了猛攻了。

老胳膊老腿的高士廉,率领一群乌合之众的囚犯,在芳林门苦苦支撑。

李世民控制玄武门之后,一面派等人带北门兵去支援芳林门,另一面则让尉迟敬德逼宫。

李渊没办法,只好交出兵符。

李世民派人拿着兵符和敕令,到芳林门外命令南衙兵停止进攻,回兵营休整待命。

南衙兵的将军们见了兵符和敕令,只好退兵回去了。

高士廉由于芳林门阻挡南衙兵战功,获得了宰相的职位,后来又名列凌烟阁二十四功臣第六位。

那些追随高士廉阻挡南衙兵的囚犯们,马上就等来了《诛建成、元吉大赦诏》,他们所有的罪,都被赦免了。

这些囚犯有没有获得奖励,史书没有明确记载,但是他们重获自由,是正史白纸黑字记载得清清楚楚的事情。

这些个囚犯里面,有很多等待秋决的人。

如果没有玄武门之变,到了秋天他们就得死。

因为李世民的这次兵变,他们又获得了重生的机会。

南衙兵兵力众多,却被一群囚犯阻挡在芳林门外,关键是由于他们的将军心不齐。

李世民在掌握了大局之后,马上就把玄武门之变中率兵勤王的南衙兵将军们换了,李世民让程咬金、、尉迟敬德接替了他们的职务。

勤王的南衙兵将军们,虽然丢了官职,但是也没有生命危险,李世民并没有报复他们。

大家在讨论玄武门之变的时候,都对玄武门的战斗津津乐道,极少有人提前芳林门这场战斗。

在我看来,要是没有芳林门的囚犯们挡住南衙兵,李世民极有可能被南衙兵干掉。

李世民玄武门之变能成功,关键在于他对细节的把握,提前做好了应对南衙兵的准备。

这个故事告诉我们:“细节决定成败,做大事一定要计划周详,成功的把握才更大。

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