寻找缺失的宇宙 暗物质 内容简介

从20世纪40年代提出暗物质概念以来，宇宙观察中发现的很多引力现象都表明宇宙中隐藏了大量的暗物质，其质量约占宇宙物质总质量的85%。除了引力外，难道真的没有其他办法“看”到它了吗？为此，从20世纪末就开始了一场侦测暗物质的大战。由被动到主动，从地下到水下，从高空到太空的侦测活动不断。科学家们采用了所能想到的各种探测手段，使用了各种可能的辨别或判断暗物质的分析方法，想尽快揭示出深藏在宇宙中的秘密，将暗藏在宇宙中的物质大白于天下。暗物质和暗能量被认为是21世纪物理天空中的两朵乌云。揭开这两朵乌云的面纱将会对宇宙、对物质世界的认识带来革命性的突破。我国也不例外，为探知暗物质建立了世界*深的地下实验室，开展了直接寻找暗物质碰撞的实验，发射了专门探测暗物质的卫星，进展异常迅速，举世瞩目。

本书旨在向读者深入浅出、图文并茂地介绍有关“暗物质”的基本知识，了解暗物质的来由、侦测暗物质的方法和手段及其艰苦历程，也展望了暗物质侦测的前景。

寻找缺失的宇宙 暗物质 目录

前言

第1章 诡秘暗物质的由来

1.1 什么是暗物质？

1.2 诡异的暗物质真的存在吗？

1.3 可能的暗物质

1.4 为什么要探寻和研究暗物质

第2章 暗物质的侦测方略

2.1 暗物质粒子的基本性质

2.2 暗物质粒子的侦测方略

2.3 暗物质粒子WIMP的直接探测

2.4 暗物质粒子WIMP的间接探测

2.5 人工产生暗物质粒子

第3章 侦测行动前赴后继

3.1 寻找碰撞的直接侦测

3.2 寻找湮灭的间接侦测

3.3 人工产生暗物质的尝试

第4章 找到暗物质粒子了吗？

4.1 实验证据的表述

4.2 暗物质粒子的迹象或证据

4.3 没有看到任何“暗物质痕迹”

4.4 目前还很难回答的问题

4.5 展望未来

第5章 在世界最深的地下寻找暗物质

5.1 最深的地下物理实验室——中国锦屏地下实验室（CJPL）

5.2 CJPL开展的两个直接探测暗物质的实验

5.3 中国锦屏地下实验室的未来发展——CJPL-II

后语

参考文献

图片来源

寻找缺失的宇宙 暗物质 精彩文摘

寻找缺失的宇宙——暗物质

出于求知欲和好奇心，千百年来人类从未间断对天文和宇宙的观察与探求，从地面到高山，从高空到太空，从地下到海底。特别是近几十年来，近百个不同类型的观测设备被发射升空，实现了人类对宇宙的全方位和全波段的观察。图1.0.1列出了在地面、空中和太空观察宇宙的各类望远镜及其相应的探测波段。特别是1990年由太空航天飞机发射升空的高分辨率哈勃望远镜（见图1.0.2），它拍摄的照片和提供的信息为我们释疑了很多宇宙疑团，让我们进入到宇宙观测的新高峰，宇宙观测的新时期。我们不仅认识了距我们最近的地球、月球、太阳和银河系，我们还知道了类星体、超新星和脉冲星..也看到了非常遥远的星系、星云、星系团..观测范围几乎要到达约150亿光年1甚至更远的宇宙边缘。利用不同波段光的观察可以绘制出不同类型的宇宙（即不同波段的宇宙）：可见光宇宙、红外宇宙、紫外宇宙、射电及微波宇宙、X射线及高能宇宙。放眼多波段宇宙，可以将丰富多彩的宇宙层层剥开，探索到包括恒星、星云和星系的宇宙的每个层次。

今天，我们已经信心满满地观察到几乎所有不同波段的宇宙，可以说是一览无遗地“看”到了整个宇宙。但万万没想到，随着宇宙观测和天文学的发展，我们意识到我们所看到的浩瀚宇宙竟然只是宇宙很小的一部分，大部分是没有观察到的暗物质和暗能量。

1光年是距离的单位，1光年是光在1年中走的距离。光在1秒中走的距离是30万千米，一年有3153万秒之多，1光年约为9.4亿千米。