英文名稱 中文名稱 詞義解釋
Crab nebula蟹狀星云有人曾經(jīng)挖苦天體物理學(xué)家的職業(yè)可以分成相等的兩部分——研究蟹狀星云及其內(nèi)容物和研究宇宙中其他一切事物。近年來，因宇宙已能在整個電磁波譜進(jìn)行觀測和發(fā)現(xiàn)了極具天體物理重要性的新型天體，這種挖苦有所平息；不過蟹狀星云確實(shí)具備一些幾乎所有天體物理學(xué)家都感興趣的性質(zhì)。 蟹狀星云本身是金牛座中一個發(fā)光的氣體塵埃云，離我們大約兩千秒差距。它又被稱為金牛座A、 M1和NGC 1952。它有這么多名稱是因為它能在幾乎所有波段觀測到——蟹狀星云是最早證認(rèn)為已知天體的三個射電源之一，是第二個被發(fā)現(xiàn)的X射線源，它也是從地球看第二個最亮的γ射線源。 蟹狀星云是1054年中國人觀察到的一次超新星爆發(fā)的遺跡，該超新星一度比金星還亮，白天能見長達(dá)23天。爆發(fā)產(chǎn)生的碎片云一直在膨脹，云中物質(zhì)仍在以大約1 500公里每秒的速率向外運(yùn)動。所以，從英國天文愛好者約翰·貝維斯（John Bevis，1693-1771）第一次用望遠(yuǎn)鏡觀察蟹狀星云以來，它的外貌已經(jīng)顯著改變。 蟹狀星云含有細(xì)長的纖維狀物，1844年最先看到這些纖維的羅斯勛爵（Lord Rosse）把它們畫成圖，結(jié)果有點(diǎn)兒像螃蟹的螯，這就是蟹狀星云名稱的由來。 纖維向外運(yùn)動的速率（20世紀(jì)用多普勒效應(yīng)和直接測量相隔多年拍攝的照片兩種方法定出的）與根據(jù)中國人的觀測估計的蟹狀星云年齡符合得極好——以這一速率勻速膨脹約900年正好應(yīng)該形成這樣大小的云。但這提出了一個難題，因為如果蟹狀星云單純是從很久以前的爆發(fā)地點(diǎn)向外運(yùn)動的碎片，它們在稀薄星際介質(zhì)中開路前進(jìn)時應(yīng)該逐漸減慢下來。 這個難題也與蟹狀星云的其他特征有關(guān)系。纖維物質(zhì)的主要成分是氫，它應(yīng)該足夠熱，主要發(fā)射紅光；但蟹狀星云的總體顏色卻是獨(dú)特的不常見的淡黃，在天文照片上的整體外貌像一個鑲著紅棉花邊的黃色棉球?！ ↑S色光是由所謂的同步加速輻射過程，即脫離了原子的自由電子在強(qiáng)磁場中回旋運(yùn)動時產(chǎn)生的。這種過程經(jīng)常產(chǎn)生射電輻射，但蟹狀星云中的能量極多，致使電子也能輻射可見光。1950年代對蟹狀星云的研究提供了宇宙中能夠自然產(chǎn)生同步加速輻射的第一個證明。與大多數(shù)星云不同的是，蟹狀星云的中心部位最亮，這說明蟹狀星云中心必定有一個仍在起作用的能源，是它維持了蟹狀星云的熱度并將氣體向外驅(qū)趕。 蟹狀星云以同步加速輻射形式輸出的總能量是3×10^38爾格每秒，等于太陽總能量輸出4×10^33爾格每秒的75 000倍。而且這還是一顆900年前“死亡”的星發(fā)出來的!好幾位天文學(xué)家早已有了這些能量從何而來的想法。早在1930年代，弗里茨·茲威基曾提出，超新星爆發(fā)可能留下一個中子星形態(tài)的恒星遺跡。雖然很少人認(rèn)真看待這個思想，瓦爾特·巴德卻指出蟹狀星云應(yīng)該是尋找中子星的最佳地點(diǎn)，他甚至認(rèn)為那里確有一顆可作為候選者的恒星，有時稱之為巴德星。而在發(fā)現(xiàn)脈沖星一年前的1966年，約翰·惠勒和意大利理論家佛朗哥·帕西尼（Franco Pacini）已經(jīng)推測蟹狀星云發(fā)射的能量之源可能是一顆自轉(zhuǎn)的中子星。 但他們關(guān)于蟹狀星云能源的思想直到1968年才有人認(rèn)真考慮（說良心話，人人都幾乎沒有時間來了解這些思想），那時，在發(fā)現(xiàn)第一批脈沖星一年之后，射電天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一顆脈沖星幾乎就在蟹狀星云的中心位置。這是當(dāng)時已知最快的脈沖星，它每秒鐘自轉(zhuǎn)30次；正是這顆脈沖星發(fā)射的電子產(chǎn)生了同步加速輻射，并將能量從脈沖星轉(zhuǎn)移到星云。 由于損失能量，蟹[狀星]云脈沖星（也叫做NP 0532，NP是NRAO pulsar（國家射電天文臺脈沖星）的簡稱）迅速變慢，其自轉(zhuǎn)速率只要1 200年就降低一半。這一變慢速率雖然不大，但蟹狀星云中心的自轉(zhuǎn)中子星貯存的能量極多，盡管損失的能量使脈沖周期每天僅僅增加3×10^-8秒，也足以維持星云的全部能量輸出。 蟹狀星云被證認(rèn)為射電源后，又發(fā)現(xiàn)它在可見光和X射線波段發(fā)出同樣頻率的閃耀。巴德星真的是一顆中子星。如果有人在1960年代初就認(rèn)真考慮一顆恒星每33毫秒閃光一次這一荒唐可笑的見解，并且設(shè)計一個搜尋巴德星這種閃光的實(shí)驗，他也許已經(jīng)用光學(xué)天文方法先于射電天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了脈沖星。不過，老實(shí)說，正是由于巴德星已經(jīng)被承認(rèn)（即使只有巴德一個）是中子星候選者，而且正好在一個超新星遺跡的中心位置，它的被證認(rèn)為脈沖星才使天文學(xué)家在1968年承認(rèn)所有脈沖星都是超新星爆發(fā)產(chǎn)生的中子星。 與這顆星有關(guān)的全部活動表明，該脈沖星精力極為旺盛，而這與它的年輕有關(guān)——這是最年輕的已知脈沖星。 蟹狀星云中的纖維本身也很有趣，光譜學(xué)研究顯示，纖維物質(zhì)所含的氦，與氫相比，數(shù)量達(dá)到通常在恒星表層看到的七倍左右。這是由于母恒星爆發(fā)前其內(nèi)部通過核聚變過程生成了氦（見核合成），而爆發(fā)時內(nèi)部的富氦物質(zhì)與表層混合的緣故?！ 问抢w維中發(fā)光氣體的質(zhì)量大約等于太陽的質(zhì)量，但爆發(fā)時應(yīng)該拋出多得多的物質(zhì)，不過我們看不見，因為它是不發(fā)光的。盡管脈沖星殘骸（即中子星）大概只有太陽一半的質(zhì)量，原始恒星的質(zhì)量則應(yīng)該是太陽的很多倍。我們在蟹狀星云中看到的濃縮恒星物質(zhì)的拋射，就是將重元素擴(kuò)散到空間、形成供制造后代恒星和行星的原料的過程。
Crab pulsar蟹云脈沖星蟹狀星云中的一顆脈沖星，又名NP 0532。這是最年輕的已知脈沖星，是1054年從地球上看到產(chǎn)生了蟹狀星云的超新星爆發(fā)形成的。它的自轉(zhuǎn)周期已用光學(xué)天文、射電天文和X射線天文方法探測到，均為0.0331秒。 NP 0532發(fā)現(xiàn)于1967年。
craters環(huán)形山在月球表面、類地行星、地球本身和巨行星的許多衛(wèi)星上看到的碗形凹地。極少數(shù)環(huán)形山可能產(chǎn)生于火山活動，但絕大多數(shù)是來自太空的固態(tài)天體（流星體）撞擊行星和衛(wèi)星而形成。 環(huán)形山的大小決定于撞擊天體的大小。有些環(huán)形山寬闊只有1米左右，最大的環(huán)形山直徑超過1 000公里。造成環(huán)形山的流星體實(shí)質(zhì)上是太陽系形成過程遺留的碎片，它們因與行星和衛(wèi)星碰撞而不斷被清除，所以環(huán)形山的形成在碎片較多的太陽系年輕時期比較頻繁，不過今天仍在繼續(xù)。 在地球和金星上，大氣活動（還有地質(zhì)活動）造成嚴(yán)重侵蝕，所以只有不久前形成的環(huán)形山清晰可見（見巴林格隕星坑）；在火星上，盡管大氣很稀薄，最古老的環(huán)形山也已經(jīng)被侵蝕干凈了。但在無大氣的天體上，如月球和水星。環(huán)形山形成的全部跡象都保存下來，它們的表面有很多過去40億年間重復(fù)撞擊造成的重疊環(huán)形山，其中大多數(shù)是30～40億年前形成的。 在地球上，大氣起著保護(hù)作用，它使質(zhì)量小于100噸左右的流星體減速，相當(dāng)多物質(zhì)因與大氣摩擦生熱而燒掉。一個大氣外質(zhì)量為1 000噸的流星體在它撞擊地面時將減少到300噸，典型撞擊速率為5公里每秒。這樣的撞擊將造成一個直徑150米的環(huán)形山?！ 「鼌柡Φ淖矒粢舶l(fā)生過，而且可能還會發(fā)生（見世界末日小行星）。一個像直徑近1公里的伊卡魯斯小行星那樣大的天體撞擊地球，將造成超過20公里寬、2公里深的環(huán)形山。在德國發(fā)現(xiàn)了一個大小與這差不多的受到侵蝕的古代環(huán)形山遺跡；在加拿大、南非和西伯利亞還發(fā)現(xiàn)了更大的“化石”環(huán)形山。
critical density臨界密度宇宙要成為處在永遠(yuǎn)膨脹和終將再坍縮兩者邊界線上的平坦?fàn)顟B(tài)所需要的當(dāng)前密度。其數(shù)值在10^-29和2×10^-29克每立方厘米之間，大致等于宇宙中明亮恒星和星系貢獻(xiàn)的密度的100倍。見宇宙模型、暗物質(zhì)。
curvature of spacetime時空曲率產(chǎn)生引力的質(zhì)量的存在引起的時空畸變。 彎曲空間概念是19世紀(jì)通過非歐幾何學(xué)的數(shù)學(xué)研究而產(chǎn)生的。在阿爾伯特·愛因斯坦誕生前25年的1854年，伯恩哈德·黎曼（Bern- hard Riemann）第一個提出，自我封閉宇宙中的空間可能彎曲成三維彎曲球面的等價物。英國數(shù)學(xué)家威廉·克利福德（William Clifford）信奉并發(fā)揚(yáng)了這一概念，他領(lǐng)悟到，除整體宇宙的總曲率外，還可能有他比作“小丘陵”的局部畸變?！ ?905年發(fā)表的愛因斯坦狹義相對論用一個數(shù)學(xué)描述把時間和空間統(tǒng)一起來。1908年赫爾曼·閔可夫斯基（Hermann Minkowski）證明這等價于一個四維歐幾里得幾何學(xué)的描述，所以空間和時間結(jié)合成的時空可以看成一張展平的紙的四維等價物?！ ?916年發(fā)表的廣義相對論說明了這張“展平的紙”被物質(zhì)畸變時將會發(fā)生的事。現(xiàn)在請把它想像為拉緊的蹦床表面；在表面上放一個重物將造成一個使時空彎曲的凹坑（這正好與克利福德比喻的小丘陵相反）。如果你在表面上滾動一個彈子，彈子將沿彎曲軌道運(yùn)動，好像軌道被一個力拗彎了。這就是愛因斯坦理論中的引力作用方式——物質(zhì)存在決定時空如何彎曲，時空曲率決定物質(zhì)如何運(yùn)動。 宇宙整體時空彎曲的可能性仍是一個未決問題（見宇宙模型），但彎曲時空概念在黑洞研究中卻已經(jīng)取得驚人的成就。
61 Cygni天鵝座61天鵝座中的一顆暗星，僅僅因為是離太陽最近的恒星之一，它成為第一顆測出視差（在1838年）的星而引人注意。它的視差等于0.29角秒，所以天鵝座61（它實(shí)際上是一個聚星系統(tǒng)，其中一顆星繞一個雙星運(yùn)動）的距離是3.4秒差距。所有三顆子星加在一起也只有與太陽大致相等的質(zhì)量。
Cygnus A天鵝座A從地球上用射電望遠(yuǎn)鏡“看到”的銀河系外最強(qiáng)的射電源。有些射電源本來更強(qiáng)，但因為離我們更遠(yuǎn)而看起來比較弱。天鵝座A是一個雙源，它有兩個射電噪聲瓣，分別位于紅移等于0.057的中央星系兩邊。
CygnusX-1天鵝座X-1天鵝座中的一個幾乎肯定含有一個黑洞的強(qiáng) X射線源。該X射線源在一個雙星中繞恒星HD 226868運(yùn)動，其質(zhì)量為太陽的6～15倍，遠(yuǎn)大于奧本海默-弗爾科夫極限。
dalton道耳頓原子質(zhì)量單位。
dark matter暗物質(zhì)天文學(xué)家知道宇宙中的東西比我們眼睛看到的要多。對有著一雙對可見光敏感的眼睛的人類來說，明亮的恒星和星系是顯著的宇宙成分。直到1980年代，人們普遍認(rèn)為宇宙的大多數(shù)物質(zhì)可以利用它發(fā)出的光或者其他形式電磁輻射來研究。但現(xiàn)在已經(jīng)清楚，明亮物質(zhì)形態(tài)的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不到宇宙質(zhì)量之半。而且，占宇宙很大部分質(zhì)量的暗物質(zhì)，其大多數(shù)甚至可能不是制造了太陽和恒星、地球和人類的那種物質(zhì)。 從1930年代以來天文學(xué)家就知道。我們自己的銀河系肯定含有一些暗物質(zhì)。雖然銀河系的所有恒星分布在一個直徑約100 000光年、厚僅2 000光年左右的薄盤（中心較厚，邊緣較薄）中，它們在繞銀河系中心運(yùn)動的同時卻不斷地上下跳動。這種很像縫紉機(jī)針通過布料上下跳動的運(yùn)動，是受盤中物質(zhì)數(shù)量約束的。物質(zhì)越多，跳動的幅度越小，因為引力對恒星的控制越緊。統(tǒng)計研究表明，銀河系盤中的物質(zhì)至少有我們看到的明亮恒星物質(zhì)的兩倍。 對銀河系這類星系自轉(zhuǎn)方式的更新近的研究（利用光譜學(xué)方法測量多普勒效應(yīng)）也表明甚至存在更多的暗物質(zhì)。在一個與銀河系相似的星系整個盤體范圍內(nèi)，自轉(zhuǎn)速率是不變的，這只能意味著整個明亮恒星盤體鑲嵌在一個更大得多的暗物質(zhì)暈中，這個暈從四面八方把明亮的星系包圍在它的引力控制范圍之內(nèi)。此種情景頗像薄薄一片奶油在一杯攪動的黑咖啡中打轉(zhuǎn)。 到1980年代中期已經(jīng)知道，銀河系中的暗物質(zhì)總共達(dá)到我們看到的恒星形態(tài)物質(zhì)的10倍。大約與此同時，對宇宙整體的研究表明，星系際空間深處隱藏著多得多的能將星系維系在星系團(tuán)中的暗物質(zhì)。 個別星系在星系團(tuán)中的運(yùn)動速率可從多普勒效應(yīng)得出。星系團(tuán)的整體紅移是由宇宙膨脹所引起，但星系團(tuán)內(nèi)的星系顯示稍微不同的紅移，因為它們的無規(guī)運(yùn)動疊加到宇宙學(xué)紅移之上了。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，星系在團(tuán)內(nèi)的運(yùn)動太快，光靠我們看到的星系形態(tài)物質(zhì)的引力不能將它們維持住。既然星系團(tuán)維系在一起（要不它們就不會在那兒），就必定存在另外的暗物質(zhì)。這些宇宙學(xué)暗物質(zhì)數(shù)量大約10倍于星系本身包括暗物質(zhì)成分在內(nèi)的全部物質(zhì)。 在整個宇宙這一最大尺度上，還可能有另外的暗物質(zhì)。如果基于大爆炸的暴漲模型正確，宇宙的時空就必定非常接近平坦（見宇宙模型），整個宇宙范圍內(nèi)的平均物質(zhì)密度應(yīng)該大約等于5×10^-27千克每立方米。宇宙中的明亮物質(zhì)數(shù)量只相當(dāng)于這一臨界密度的1％上下，即使加上為解釋星系團(tuán)中星系運(yùn)動所要求的暗物質(zhì)也只能將此數(shù)值提高到臨界密度的30％。大致說來，宇宙中的暗物質(zhì)至少是明亮物質(zhì)的30倍，也可能多達(dá)100倍。它們是什么?它們又在哪里? 我們根據(jù)直接觀測所知的所有物體——恒星、行星和人類——是由叫做重子物質(zhì)（見重子）的同一種物質(zhì)構(gòu)成的。宇宙中重子物質(zhì)的數(shù)量決定于宇宙由之誕生的大爆炸宇宙火球中的條件。對作為大爆炸余輝的背景輻射的研究，和形成于宇宙年輕時期的極年老恒星中氦數(shù)量的光譜測量，對已經(jīng)形成的重子物質(zhì)的可能數(shù)量提出了嚴(yán)格的限制?？偟恼f來，重子物質(zhì)數(shù)量可能達(dá)到明亮恒星形態(tài)物質(zhì)的10倍之多，但不能再多了。 這表示我們銀河系的全部暗物質(zhì)都可能由與構(gòu)成你的身體、或地球、或太陽的原子同類的物質(zhì)組成。但宇宙尺度上的暗物質(zhì)不可能是重子物質(zhì)。 我們銀河系中大量重子物質(zhì)成為暗物質(zhì)的途徑有兩條。恒星發(fā)光是因為內(nèi)部核聚變反應(yīng)把輕元素（氫是典型代表）變成較重元素（氦是典型代表）并在此過程中釋放能量。但這些聚變反應(yīng)只有當(dāng)恒星具有足夠質(zhì)量，能把內(nèi)部的氫壓縮到足以克服帶正電荷的原子核相互排斥傾向，才可能觸發(fā)。 制造一顆恒星的臨界質(zhì)量介于太陽質(zhì)量和太陽系最大行星木星的質(zhì)量之間，而木星質(zhì)量只有太陽質(zhì)量的0.4％。一個天體若其質(zhì)量小于太陽質(zhì)量的大約8％，它在自身引力作用下收縮時仍然能變得很熱，但卻永遠(yuǎn)不會熱到能觸發(fā)核燃燒。它將成為一顆表面溫度永遠(yuǎn)不能高于2 000K、亮度永遠(yuǎn)不會大于太陽亮度百萬分之一的褐矮星，然后再衰減成完全不可見的黑矮星。 第二條途徑比較壯觀但不太可信。有些天文學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)我們的銀河系很年輕時，巨大的物質(zhì)云可能已經(jīng)坍縮成了星系體。這是一種質(zhì)量極大的天體，它們很快走完生命歷程而后爆發(fā)，留下一個大質(zhì)量黑洞。這種黑洞應(yīng)該看成是重子物質(zhì)，因為它們本來就是由恒星構(gòu)成的。每個這樣的黑洞含有數(shù)百萬倍于太陽的質(zhì)量——但如果它們真的存在過，它們就應(yīng)該對星系結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了可察覺的影響（如星系自轉(zhuǎn)遠(yuǎn)不會那樣平滑），但這種影響卻看不到。 這兩種類型的暗天體在銀河系中居統(tǒng)治地位，并把銀河系牢牢控制在其引力束縛之下。天文學(xué)家稱它們?yōu)椤按筚|(zhì)量致密暈族天體”，并給它創(chuàng)造了一個相當(dāng)不錯的縮略語MACHO（或馬喬體，“MACHO”是英文“Massive Astronomical Compact Halo Objects”的首字母縮略詞，而“macho”是西班牙語，意為“強(qiáng)壯男子”、“雄武的”）。有些來自引力透鏡效應(yīng)的證據(jù)表明，我們銀河系的暈中確實(shí)存在MACHO。 可是，將星系團(tuán)維系在一起并使時空平坦的非重子物質(zhì)又是什么呢?它們現(xiàn)在已經(jīng)有好幾種名稱了。總的名稱是弱相互作用大質(zhì)量粒子——WIMP（或溫普粒子，“弱相互作用大質(zhì)量粒子”的英文是“Weakly Interacting Massive Particles”，“WIMP”乃其首字母縮略詞）。這表示它們是一種具有質(zhì)量，因而有引力作用，但與普通重子物質(zhì)作用微弱的物質(zhì)。WIMP又分為兩個（假設(shè)的）類型。產(chǎn)生于大爆炸、運(yùn)動速率比光慢得多的WIMP叫做冷暗物質(zhì)，或CDM。產(chǎn)生于大爆炸、運(yùn)動速率接近光速的WIMP叫做熱暗物質(zhì)，或HDM。 妙的是，粒子物理學(xué)的大統(tǒng)一理論確實(shí)要求存在迄今尚未探測到的粒子，而且這些理論認(rèn)為CDM和HDM這兩種形式的WIMP都是可能的。于是，在最大尺度上研究宇宙的宇宙學(xué)，和在極小尺度上研究物質(zhì)世界的粒子物理學(xué)，都認(rèn)為 WIMP形態(tài)的暗物質(zhì)應(yīng)該存在。 如果宇宙中的大量物質(zhì)是 WIMP形態(tài)，那將對宇宙年輕時期星系的形成方式產(chǎn)生深刻影響。 CDM粒子趨向于聚集成團(tuán)，產(chǎn)生能夠吸引重子物質(zhì)（氫和氦氣體）的引力“凹窩”。如果CDM在宇宙中占統(tǒng)治地位，星系的形成就應(yīng)該是小物質(zhì)凝塊隨著時間的推移而逐漸變大的“由小而大”過程。 反之，快速運(yùn)動的HDM粒子趨向于將早期宇宙中任何開始形成的氣體云炸開，就像炮彈炸毀一堵磚墻。隨著HDM變冷和變慢，重子物質(zhì)得以在宇宙各處擴(kuò)散成巨大的薄餅狀物體，它們在引力不穩(wěn)定性作用下破碎，這種“由大而小”過程產(chǎn)生的碎片便形成了星系。 這兩種簡單模型都不能準(zhǔn)確符合宇宙中星系的實(shí)際圖景。但是，將當(dāng)前的星系成團(tuán)方式，與COBE衛(wèi)星觀測的背景輻射漣漪所顯示的宇宙中曾經(jīng)存在過的不規(guī)則性相結(jié)合，則表明，大約2／3的CDM、1／3的HDM再加上僅僅1％的重子物質(zhì)構(gòu)成的混合物，能夠產(chǎn)生今日所見的大爆炸宇宙中物質(zhì)的分布。這就是“混合暗物質(zhì)”模型或MDM模型。 這就是說，宇宙中2／3的質(zhì)量是取理論要求存在卻從未探測到的粒子形態(tài)。已有人給它們起了諸如軸子和引力微子等名字，還有人試圖在實(shí)驗室中找到這些CDM形態(tài)的WIMP。 仍有多達(dá)1／3的宇宙質(zhì)量可能是HDM粒子，扮演這個角色的著名候選者就是中微子。最初中微子的質(zhì)量被認(rèn)為等于零，一直到1995年初，實(shí)驗得出的質(zhì)量上限為20電子伏。這甚至同一個質(zhì)子大約10億eV的質(zhì)量相比也小得可憐，但宇宙中的中微子數(shù)量極多，大致每有一個重子就有10億個中微子。所以，要使中微子起到宇宙學(xué)家要求在MDM模型中HDM的作用，每個中微子的質(zhì)量只要5～7eV即可，這與實(shí)驗定出的上限不近不遠(yuǎn)得令人著急。1995年初，洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗室的科學(xué)家們宣布，他們的實(shí)驗證明中微子的質(zhì)量僅僅幾個電子伏，這與宇宙學(xué)家所要求的準(zhǔn)確相符；然而這一宣告沒有得到（1995年5月進(jìn)行的）其他實(shí)驗證實(shí)。 關(guān)于中微子的大部分討論集中在一種類型——由涉及電子的核反應(yīng)產(chǎn)生的電子中微子。理論證明，太陽內(nèi)部會產(chǎn)生大量電子中微子，它們流向太空，穿過地球。但是迄今的實(shí)驗沒有探測到理論預(yù)言那樣多的中微子（見太陽中微子問題）。還有兩種中微子分別與μ介子和τ粒子有關(guān)，后兩者都是電子的較重對應(yīng)體。物理學(xué)家早就猜想，太陽中電子中微子的短缺，是因為有些電子中微子已經(jīng)轉(zhuǎn)變成用現(xiàn)有中微子實(shí)驗設(shè)備探測不到的其他類型中微子了。 中微子從一種類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N類型僅當(dāng)它們的質(zhì)量很小才有可能。這對宇宙學(xué)家是好消息，而新近宣布中微子真有質(zhì)量，一開始也主要是關(guān)注于可能有一類中微子的質(zhì)量大約是5eV，即等于電子質(zhì)量的十萬分之一。這正好能夠提供宇宙學(xué)家要求的20％熱暗物質(zhì)。但是，加利福尼亞大學(xué)圣克魯斯分校的約爾·普里馬克（Joel Primack）、洛韋爾天文臺的喬恩·霍爾茲曼（Jon Holtzman）、新墨西哥州立大學(xué)的安那托利·克萊賓（Anatoly Klypin）和加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校的大衛(wèi)·科德威爾（David Caldwell），卻發(fā)現(xiàn)了一個更好的解決這一問題的途徑。 他們注意到，解釋從太空到達(dá)地球的中微子實(shí)際觀測數(shù)據(jù)的最佳辦法，是讓至少兩類中微子具有差不多相同的質(zhì)量。這能促進(jìn)將中微子從一種類型變?yōu)榱硪环N類型的“振動”。有兩種與太陽中微子觀測結(jié)果相符的可能性。要么所有三類中微子具有相同質(zhì)量；要么μ中微子和τ中微子有相同質(zhì)量，而電子中微子則輕得多且與不參加核反應(yīng)的所謂“無效”中微子相伴生。根據(jù)普里馬克及其同事的見解，1995年初探測到中微子質(zhì)量的實(shí)驗，可以用第二種而不能用第一種可能性來解釋。 這意味著，提供宇宙中熱暗物質(zhì)的，不是質(zhì)量5eV的單一品種中微子，而是質(zhì)量約2.4eV的兩種中微子（留出少許給電子中微子）。尤其令人愉快的是，用計算機(jī)模擬星系如何成長時，如果將20％熱暗物質(zhì)看成粒子數(shù)加倍但每個粒子質(zhì)量減半，其結(jié)果與實(shí)際宇宙的符合程度，比全部中微子質(zhì)量由單一類型粒子提供時更好。 改進(jìn)實(shí)驗方法爭取幾年之內(nèi)直接測量各類中微子質(zhì)量應(yīng)該是可能的。當(dāng)實(shí)驗物理學(xué)家真的測量了這些中微子的質(zhì)量，而且發(fā)現(xiàn)它們總計達(dá)5eV左右，那將是以暴漲、大爆炸和暗物質(zhì)為基礎(chǔ)的完整宇宙學(xué)體系的最偉大勝利。而宇宙學(xué)家竟在粒子物理學(xué)家得以測量之前，就預(yù)言了已知最輕粒子（光子這種無質(zhì)量的粒子除外）的質(zhì)量。 不管實(shí)驗的結(jié)果如何，也不管混合暗物質(zhì)模型的命運(yùn)怎樣，無可懷疑的是，我們銀河系的大部分物質(zhì)是暗物質(zhì)，可能是重子物質(zhì)；而將星系團(tuán)維系在一起的10倍于我們在明亮星系中所見的質(zhì)量則決然是非重子的。
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