13 地球上暗物质的检测

可以估算银河系,太阳系空间里的暗物质密度是很低的.因为地球的暗物质晕分布主要是由质量最大的地球主导的,所以空气、地面的人周围的暗物质密度会非常小.如果宇航员在远离地球暗物质晕的太空中,如果地球、太阳、宇宙飞船等其他物体的引力作用对宇航员周边的暗物质分布作用几乎为0,那么在宇航员的人体外部有约2.414倍的暗物质晕,只是半径很大,密度很低.把暗物质视作理想流体,没有黏性,加上密度低,暗物质对太空中运动的物体产生的阻力非常小.

暗物质不与电磁场发生作用,无法通过光电信号直接探测出来.目前看来唯一的途径就是通过引力效应探测出来,比如星系旋转曲线与预期的旋转曲线存在差异.即使可以通过向太阳系外部发射宇宙飞船,通过实际加速度与预期加速度的差异探测到暗物质晕的分布,那也得花费相当长的时间.选用不同材料做成陀螺.假如暗物质是亚原子尺寸,可以渗透到固体物质材料内部,那么离心力可以让暗物质粒子甩出来.这个时候陀螺的总质量会降低.如果选择超导材料作为磁悬浮支撑,陀螺将几乎不受到支撑点摩擦力的作用,可以大大提高实验精度.在真空环境做这个实验,会把陀螺与空气的摩擦力降为0,同样也可以提高实验精度.这里只是提出一个假想中的实验,是否可行还需要实际的检验.

在暗物质是亚原子尺寸的假设下,因为暗物质密度较低,很难检测到高速旋转的超导体引发的引力效应.即使有引力效应,失去的质量非常小.只有旋转的物体足够大,转速足够高,旋转阻力足够小,旋转的物体引发的质量损失效应才能被检测出来.