※ 引述《OxfordGOD (牛津神)》之銘言： : 小弟有個疑問，如果暗物質和暗能量占了整個宇宙的 70% : 那為什麼還要去用非常小的尺度尋找暗物質? : 例如：之前的新聞都用那種發現某某可疑粒子就是所謂的暗物質 : 而且還是幾百億次的捕捉才捉到的 : 那根本不合理阿，佔了宇宙70%應該是隨處可見才對不是嗎? : 會不會有這樣的可能是，之前有個乙太學說，整個宇宙都彌漫了乙太 : 能量才能傳遞，結果到最後根本就是假設錯誤。根本就沒有乙太 : 小弟的想法是，與其要捕捉暗物質，是不是應該要換個角度去想說 : 另外再造一種"儀器"去發現瀰漫整個空間的暗物質? : 而不是想辦法去捕捉幾百億次才會發生一次的粒子，然後再來宣稱快發現這樣... : 小弟不是讀物理的，不知道我這樣的描述大家懂不懂 ...XDD : 如有什麼概念是錯的，懇請各位鞭小力一點，感謝 我覺得主要的原因應該是理論粒子物理學家太聰明了XD 暗物質(~28%)的存在應該已經是無庸置疑了 (雖然我還是有聽說做星系動力學的老教授堅持MOND才是對的...) 暗物質提供重力 而宇宙初期微小不均勻的密度會因為重力漸漸變大 也就是說密度稍微高一點的地方密度會越來越高 反之亦然 目前的觀測 例如說宇宙微波背景輻射 重力透鏡 星系巡天大尺度結構 可以測量到在大尺度上的重力效應 如果假設相對論是對的 就可以把重力效應換算成暗物質的多寡 然而在小尺度上 重力系統是非線性的 所以理論很難算 現在主要是靠跑模擬 小尺度的觀測也相對比較困難 尤其當重子(一般物質)多的地方 例如說星系 物理會變得很複雜 因為重子除了重力以外還有各種其他作用 當觀測只能測量到暗物質某一部分的特性的時候 這就是理論學家大展身手的時候惹 他們只要把模型弄到可以跟"現有"的觀測符合 其他要怎樣就可以怎樣 而因為現在大尺度的觀測已經相當完備 所以要分辨不同模型一定要朝不同地方著手 從粒子物理的角度出發 測量暗物質主要是分兩種 直接觀測：暗物質跟重子交互作用 也就是做個很大的儀器等哪一天暗物質來撞 間接觀測：暗物質可能可以跟自己交互作用 它們自己湮滅再放出gamma射線 間接觀測兩三年前開始紅了好一陣子 現在也還是不少人在做 因為Fermi LAT在銀河系中心附近找到奇怪的高能光子來源 不過間接觀測的缺點是有很多奇怪的天體也會發出高能光子 所以很難分辨到底哪個才是暗物質發出的 所以直接觀測還是有它的必要性 畢竟這些儀器是我們自己做的 所以控制變因比較好掌握 (另外我覺得還有心理因素：如果知道暗物質存在 難道不想要直接量到嘛?XD) 不過我有聽說直接觀測最後的寄望是一個叫DARWIN的儀器 我猜2030年開始 他們的目標是儀器的靈敏度要到重子跟微中子交互作用的強度 宇宙中微中子太多了 如果連這樣都還測量不到暗物質的話 就只能放棄直接觀測 因為來自微中子的雜訊會很大 (其實這真的滿瘋狂的 微中子變成雜訊主要來源...) 其他還有一些比較天文的方法測量暗物質的特性 例如說利用強重力透鏡效應看星系暗物質暈的密度分布(density profile) 或者是看一個大星系裡面有多少矮星系 通常這些方法是用來分辨暗物質是"冷"或"溫" (Cold DM or Warm DM) (熱暗物質是微中子 已經被證明不能夠解釋大部分的暗物質了) 冷熱不是只溫度 而是暗物質粒子的動能 或是單一暗物質粒子的質量 如果動能高的話 它們就比較難被重力拉在一起 所以在中尺度(大約一個星系的尺度)上WDM能夠產生的結構會比CDM少 這是模擬CDM跟WDM跑出來的結果 應該不難發現CDM有更多小結構 http://www.clues-project.org/images/darkmatter/LG_CDMvsWDM.avi.jpg (大尺度的觀測已經很準確了 所以理論學家在做WDM模型的時候 也會確保在大尺度上其特性會跟CDM一樣 現在主流是接受CDM) 推文有提到波粒二象性的說法 台大闕志鴻教授的團隊最近就有在Nature發表 (http://arXiv.org/abs/1406.6586) 他們也是做類似WDM的模型 所以在大尺度上就跟主流接受的CDM特性一樣 但是這類的研究受到最主要的批評是在中尺度上(單一星系)重子已經很多了 因此除了暗物質也必須考慮重子的物理 (例如活躍星系核 超新星爆炸 恆星形成) 而我們對於重子的物理的了解還不夠 (系統太複雜) 所以很難說到底重子比較重要 還是不同的暗物質模型 換句話說 可能暗物質就是CDM 但因為受到重子物理的影響 故某些特性看起來像WDM -- 雖然我也覺得直接偵測暗物質的實驗非常昂貴 而且每次都測不到東西感覺很浪費錢 但是希望你看完文章後會同意直接偵測暗物質還是有其必要性 -- 暗能量(~67%)又是另一個故事了... 這連理論學家都搞不太定... -- 很久沒有用中文寫文章了 不通順跟寫得亂的地方請多包含 --

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