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暗物質之母「薇拉魯賓」逝世

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發表於 2016-12-31 13:54:38 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本文章最後由 mca 於 2017-1-1 17:05 編輯

媒體報導:


《華盛頓郵報》報道,魯賓整個職涯都遭受性別歧視。她一生多數時間任職於卡內基科學研究所,到二十一世紀都有新發現,包括之前未知的星系。多年來,她一直被視為諾貝爾獎熱門人選,但一直淪為遺珠。許多人把魯賓從未獲得諾獎肯定,歸因於男性科學家與諾貝爾獎委員會的性別歧視。華盛頓大學天文學家李維斯克六月表示,暗物質的發現,顛覆了天文學和宇宙概念,應該頒給她諾貝爾獎。

美國女天文學家魯賓自開拓科學界對宇宙「暗物質」的研究後,畢生致力研究多達   200 個星系,惟其成就卻未獲諾貝爾物理學獎委員會肯定,因而被視為諾獎滄海遺珠。魯賓的兒子前日表示,患有腦退化症多年的母親周日離世,享年   88 歲。

推論星系周圍有「暗物質」

魯賓年輕時因獲父親協助製作天文望遠鏡,以及經常帶她到業餘天文學家會議,隨之燃起她對天文學的興趣。1948 年,魯賓成為當時唯一主修天文學的瓦薩學院畢業生後,在康奈爾大學及喬治敦大學分別獲天文學碩士及博士學位,及後到華盛頓卡內基研究院工作。


1970 年代,魯賓與光譜儀設計者福特共事期間,發現星系邊緣物質的自轉速度與中間物質相同,違背星系邊緣質量較小,令該處物質的自轉速度較慢的物理定律。根據此發現,科學家推論出星系周圍有一圈未觀察到的「暗物質」,使得星系各處都有質量。憑着其研究貢獻,魯賓獲選入美國國家科學院,成為第 2 名獲此成就的女天文學家,她於  1993 年獲時任總統克林頓頒發美國國家科學獎章。路透社

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略解普通物質、暗物質、暗能量的分別:  

根據 2015 年歐洲   Planck 探測器的觀測總結,現時宇宙成分中普通物質佔 5 %,暗物質佔 26%,暗能量佔 69 %,宇宙年齡 (由宇宙大爆炸時起計) 138 億年。

普通物質 指由原子 (質子、中子和電子等) 組成的物質。

暗物質 (dark matter) 是一種從星系旋轉推算出來的不可見物質。理論上它只有四大基本作用力中的引力,沒有電磁力來產生電磁輻射,沒有像原子擁有的強核力,但可能有一些弱核力,因此暗物質幾乎不與具有電磁力和強核力的普通物質交互。 暗物質的本質仍未明朗,舊理論曾把暗物質分為 CDM / cold dark matter HDM / hot dark matter 兩部分。CDM 主要由不近光速 (故稱冷),有相當質量但不攜電荷的 WIMP (weakly interacting massive particles) 粒子組成,不過至今沒有探測到任何 WIMP,雖然如此,用 CDM 理論可以追溯星系的起源,因此逐漸成為暗物質主角。HDM 則由極近光速 (故稱熱) 但幾乎無質量的中性粒子 (中微子) 組成,它主宰最早期宇宙的密度但不能解釋星系的起源,所以認受性越來越低,現時宇宙模型中的暗物質皆指向 CDM

暗物質最初被瑞士天文學家玆威基   (Fritz Zwicky) 稱為 missing matter。他在 1930 年代觀測后髮星系團,發現星系團的質量-光度比總是較單個星系的質量-光度比大了許多倍,於是推論星系團中還存着龐大質量但不發光的東西才令質量-光度比大增,他叫這些看不見的東西為   missing matter,後人稱玆威基為暗物質之父。到了1970 年代,美國天文學家薇拉魯賓 (Vera Rubin) 從研究旋渦星系自轉中再發現像  missing matter 的特性,後人改稱   missing matter dark matter,稱薇拉魯賓為暗物質之母

1990 年代證實暗物質的龐大質量可造成  "引力透鏡" 現象,從此暗物質慨念被接受下來成為組成宇宙的一部分。

暗能量 (dark energy) 是一種從觀測 Ia 型超新星的紅移和星系分佈中領悟出來的能量,又稱真空能量” (vacuum energy),以希臘字母 Λ (Lambda) 為代號。暗能量的本質未明,它似乎是一種反抗引力的能量,可以影響宇宙膨脹的快慢,如果暗能量不出現,宇宙以線性或減速膨脹,如果暗能量出現而又勝過所有普通物質和暗物質合加引力的話,宇宙加速膨脹。以 ΛCDM 及普通物質為基礎的宇宙理論稱為 ΛCDM 模型,現時引用的哈勃常數和宇宙年齡皆以 ΛCDM 模型配合宇宙微波背景   (cosmic microwave background / CMB) 觀測結果而調校出來的。

根據 Planck 探測到的宇宙成分比例,暗能量比普通物質 + 暗物質之和多兩倍以上,所以主流認為現時的宇宙正在加速膨脹。
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