http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2012-05-09
这是阿贝尔383（Abell 383）星系团，科学家们曾经借助这一星系团进行暗物质分布图的构建
新浪环球地理讯 北京时间5月2日消息，据美国国家地理网站报道，根据几项暗物质探测项目获得的数据进行计算的结果显示，平均大约1分钟就会有一颗暗物质粒子击中人体。
暗物质不同于常规物质，它们完全不可见。科学家们之所以能知道它们的存在，是因为它们会对宇宙中的星系和星系团产生引力作用。科学家们估算认为这种神秘的暗物质占到了整个宇宙中所有“物质”总量的80%。到目前为止尚没有任何人能够确定的指出暗物质的组成粒子究竟是什么。但是其中一个非常有希望的理论是一种被称作“大质量弱相互作用粒子”(WIMPs)的候选体。
正如其名字所暗示的那样，这种粒子对常规物质粒子，或者说重子只有非常微弱的影响，它们通常会直接穿过宇宙中绝大部分的物质，包括人体。但是在偶发的情况下，某些具有特定质量的“大质量弱相互作用粒子”会和原子核发生碰撞，并且现在看起来这种碰撞发生的几率要高于原先的设想。
凯瑟琳·弗莱瑟(Katherine Frees)是美国密歇根大学下属密歇根理论物理研究中心教授，她说：“在这项研究工作进行之前，我曾经认为这种WIMP粒子和人体内原子核发生碰撞的几率大概是人的一生中才会发生一次。但是现在看起来这样的碰撞几率大约是每分钟一次。”
WIMP撞击事件
根据这项理论，WIMP粒子产生于宇宙初始时分，这一点和其它物质并没有什么区别。尽管WIMP粒子和常规物质之间不太会发生相互作用，但是如果这样的两颗粒子相互撞击，它们将会发生湮灭反应，所有的质量将会在一瞬间转化为能量。
这项研究论文的合著者，瑞典斯德哥尔摩大学奥斯卡·克兰研究中心博士后研究员克里斯托弗·萨瓦吉(Christopher Savage)表示：“随着宇宙膨胀并逐渐冷却，WIMP粒子相互远离，最后它们将无法再相遇并发生湮灭反应。”模型显示，目前每秒正有数以十亿计的WIMP粒子正穿过地球，还有每种动物的身体。
目前有一部分设计用来探测WIMP粒子的实验，其原理是基于当WIMP粒子和某些特定材料物质发生撞击，如锗晶体，这样的撞击事件将会释放特定数量的能量。在这项最新研究中，弗莱瑟和萨瓦吉采用了相似的计算方法来考察特定种类的WIMP粒子的质量和丰度，并估算它们和人体内常见元素原子核发生相互反应的几率。萨瓦吉说：“我们知道如何进行这些计算，我们只是从未针对人体过这样的计算。”计算结果显示，氢原子和氧原子更加容易受到WIMP粒子的撞击。由于我们的身体含有大量的水分，因此我们的身体原子组成是很容易发生与WIMP粒子的相互反应的。
根据这项研究，对于那些质量达到60 GeV 的WIMP粒子，对于一个体重154磅(70公斤)的人来说，每年将发生约10次撞击事件。1 GeV即十亿电子伏特，这一单位大致相当于一个质子所含有的能量。而对于那些10~20 GeV的WIMP粒子来说，研究人员们估计每年都有成百上千的这类粒子和人体内的原子核发生撞击。
暗物质是一种危险？
由于它们和常规物质发生相互作用的几率非常低，这当然也就意味着WIMP的撞击将不会给人体带来什么大的风险。然而当两颗WIMP粒子相互撞击时会发生湮灭反应，在这一过程中所释放出的能量就会大的多。弗莱瑟说：“这两颗粒子的质量都相当于质子质量的100倍，当两者相撞时，它们将拥有200倍质子质量的能量释放。这将是非常剧烈的。”
如果这种WIMP粒子湮灭反应发生在人体内，弗莱瑟说：“它将可能导致对人体有害的突变。”当然，他也指出：“发生这种事件的概率非常低。”(晨风)
[新浪网]
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天文学家在太阳系附近未能搜寻到“暗物质”
在迄今最大型的同类调查中，在太阳系周围彻底搜寻暗物质踪迹的宇宙学家们空手而归。科学家们认为，最新研究将颠覆传统的暗物质理论，但也有研究人员对该研究方法和结论提出了质疑。
太阳系附近未能搜寻到暗物质颠覆传统理论
暗物质是一种假定中的不可见物质，据信其占据了宇宙总物质的80%。宇宙理论学家们认为，暗物质是宇宙中的隐形支架，其揭示了结构如何在宇宙中出现，解释了星系如何形成以及快速旋转的银河系为何没有分崩离析。
在最新研究中，智利康塞普松大学的克里斯蒂安·莫尼-比丁和同事使用欧洲南方天文台(ESO)2.2米的望远镜和其他三台望远镜，测量了太阳系周围一个有限空间内(一个15度的圆锥体，最远距离地球1.3万光年，在银河系展平圆盘的下方，为以前观察区域的四倍多)的400多颗恒星的运行图，原本预期能发现绕着太阳旋转的暗物质存在的证据，结果一无所获。
莫尼-比丁说：“我们得到的太阳周围区域恒星、尘埃与气体的总质量和观测到的结果非常吻合。但我们期待的暗物质却并没有现身，结果表明，那儿最多只存在理论预测的十分之一的暗物质。”如果暗物质的密度如此之低，那么，旨在直接探测暗物质粒子的巨大实验“注定会以失败告终”。
普林斯顿大学高级研究所的天体物理学家斯科特·特里梅因表示，除非其他研究团队独立观察，得出同样令人不安的结论，才能证实该结果的正确性。
该文章目前已被美国《天体物理学报》杂志接受。澳大利亚斯威本科技大学的天文学家克里斯·弗林评论该文章时称：“我并不会立刻将暗物质扔弃。最新测量的很多方面可能导致他们将暗物质遗漏，即使暗物质就在那儿。”尽管如此，他仍然支持发表该文章。
美国伦斯勒理工学院的天文学家海蒂·纽伯格强调称，最新测量由银河系平面附近的物质所支配，这一地方与银河系别处不同，可能主要由正常物质组成，这就使科学家们更难厘清这一区域可能存在哪些暗物质成分。她也怀疑“很多支持这一结论的常规假设的细节可能都是错误的”。她举例说，科学家们假设他们观测的星星群光滑地分布于该银河系平面的上下方，但如果这种分布凹凸不平，那么，计算出的暗物质的密度就是错误的。弗林也认为，莫尼-比丁团队使用的很多方法“可能都是错误的”。
莫尼-比丁表示，他并不确定暗物质是否存在，但他们的调查是迄今同类研究中最广泛且最全面的，这一令人震惊的结论必须被慎重对待。“我无法解释我们所观察到的现象。”他说
[科技日报]