探索宇宙中的「暗物質」:我們生活的真實世界,只是冰山一角?(上)
我們所處的宇宙約有31%是由「物質」構成,而最新的計算結果證實了這一數字;天體物理學家們長期以來一直相信,我們的現實世界的大部分是由我們看不見、摸不到的東西構成的。那麼,物質到底是什麼呢?
愛因斯坦的狹義相對論的一個特點是,質量和能量是不可分割的。所有的質量都具有固有的能量;這就是愛因斯坦著名的E=mc²方程的意義。當宇宙學家們衡量宇宙時,他們同時測量質量和能量。而這31%就是物質,無論它是可見的還是不可見的。
這種區別至關重要:並非所有物質都是相同的。事實上,很少一部分物質形成了我們可以看到或觸摸到的對象。宇宙中充滿了各種各樣的奇異物質例子。
當我們思考「物質」時,我們可能會想象我們所看到的對象或它們的基本建構塊:原子。
我們對原子的理解已經經歷了多年的演變。歷史上的思想家們對存在可以被劃分成基本組件有了模糊的概念。但一般認為,類似於現代原子概念的東西是由英國化學家約翰·道爾頓提出的。在1808年,他提出物質是由不可分割的粒子構成的。不同的基本物質——元素——源於具有不同大小、質量和性質的原子。
道爾頓的模型有20種元素。結合這些元素可以創建更為複雜的化學化合物。當化學家德米特里·門得列夫在1869年構建了一個原始的周期表時,他列出了63種元素。今天我們已經登記了118種。
到了世紀中葉,物理學家意識到質子和中子實際上是由更小的粒子,即夸克組成的。準確來說,質子和中子都各包含三個夸克:這種配置類型物理學家稱為「巴里子物質(baryonic matter)」。(待續)
更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com
參考論文:
1.Constraining Cosmological Parameters Using the Cluster Mass–Richness Relation.The Astrophysical Journal
延伸閱讀: