暗宇宙之暗物质研究进展.pdf

北京 师范大学学报 自然科 学版 —

暗宇 宙 之 暗物 质研 究进 展
卢 瑜 孟 晓磊 张同杰
北京天文馆 ，，北京 ；北京师范大学天文学系 ，，北京
摘要 对暗物质研究进行了系统性 的综述．从标 准宇宙学模 型出发 ，讨 论了暗物质研究 的历史 、暗物质的分类 、暗物
质 的候选者 包括重子暗物质与非重子暗物质候 选者、暗物质 的理论模型 、暗物 质的探测方法和暗物质对宇宙演 化的影
响．最后 ，我们对暗物质研究做了总结 和展 望．
关键词 暗物质 ；宇宙学 ；粒子物理
广 义相对 论提 出后 ，宇宙学 正式 发展起 来 ，建 立 了 物质的物态方程来决定．
标准宇宙学模型．标准宇宙学研究从宇宙诞生 ／ 为方便研究空间的几何部分 ，引入新 的坐标系 ，
到现在所跨时间范围．标准宇宙学模型认为：宇宙源 一
，，，：亍 当一时，一；当
于大爆 炸 ；宇宙 物质分 布均匀 和各 向 同性 ；目前宇 、／ 一
宙 处于 膨胀状 态 ，膨 胀 遵 循 哈 勃定 律 ．宇 宙 时空 用 时 ，— ；当 一一时，— ．对于共动
度规描 述 ： 坐标 ，，，度规的空间部分变为
一 一 。。一 · 。一￡ 严。，
．
— ． 当 时 ，是平坦 的欧几里得三维空 间，对应均匀 、
一 八 各 向同性 空 间 ，厂一；当 一时 ，是 四维欧 几里得
其 中 为宇 宙 尺 度 因子 ，是 宇 宙 时 间 的 函数 ，描 述 空 间 ，厂一 ；当 一 一时 ，对应 镶嵌 于洛伦 兹
了宇宙的演化性质．宇宙的未来演化取决于空问曲率 四维空间中的双 曲面 ，厂一．因此 ，弗里德曼
的取值、或 一．引入共动坐标系， 宇 宙相应 有 种 演 化 趋 势 ：开放 宇 宙 一 、平 坦
，，，即随着字宙膨胀 ，，，保持不变 ，一 宇宙— 、闭合宇宙 一． 度规还可用 ／，
一， 度规 可写 为