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神秘的幽灵,暗物质,如何影响着宇宙?

2019-10-14 20:26:37 暂无 阅读:1378 评论:0

什么是暗物质?

关于暗物质的故事,最好是分成两块。首先,我们有来由相信暗物质是存在的。其次才是去汇集对“暗物质究竟是什么”的或者的注释。

神秘的幽灵,暗物质,如何影响着宇宙?

为什么宇宙需要暗物质?

我们相信宇宙处于一种由开合带来的非常主要的均衡之中。这个结论来自于对宇宙构造的大量视察。达到这一均衡需要特定命量的物质。姑且把这些物质称为M。

神秘的幽灵,暗物质,如何影响着宇宙?

经由研究宇宙大爆炸的核合成理论,我们能够估算出宇宙中这种由重子组成的物质的总量。只要把如今宇宙中可观测到的氦/氢的比率与大多数氦方才发生时即宇宙还处于早期热阶段时就已经存在的重子物质的数目相关联,就能进行估算。一旦宇宙的温度下降到中子-质子的质量差以下,中子就会起头衰变为质子。

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若是早期的重子密度很低,那么在过多中子衰变之前,一个质子就很难找到与之合营的一个中子来组成氦原子,那样也就没有现在这些氦了。是以,经由测量今天的氦/氢在宇宙中的比率,我们能够估算出宇宙大爆炸之后的需要的重子密度,从而进一步算显现在的重子数。较量究竟显露,你需要0.05M的重子物质才能最终获得今朝已知比率的光同位素。所以只有宇宙总质量的二十分之一是重子物质。

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不幸的是,我们能用千里镜看到的宇宙里的物质大约是0.01M。还有99%的器材去哪儿了?暗物质!

是以,有两个结论。宇宙中有0.05M的重子物质,我们只看到了0.01M。剩下的必然存在于星系四周的重子暗物质晕中。而且必需有一些非重子暗物质去占有剩余的95%来连结宇宙的密度与临界密度的比率。以临界质量为单元单子,宇宙的总质量为一

神秘的幽灵,暗物质,如何影响着宇宙?

对于那些不相信传统大爆炸模型,不肯依靠想象中的宇宙来揣摩暗物质存在的人来说,还有其他更直接的方式。在星系团中视察到,星系的活动表明,它们受到的总引力约束,是所述星系发光物质所能引起的5-10倍。在一个零丁星系内,你能够测量恒星环绕星系扭转中心的扭转速度。由此发生的扭转曲线只与星系中的物质分布有关。相对于我们在星系中所看到的物质而言,星系中的外层恒星似乎扭转的太快了。同样,我们需要的物质是我们经由电磁辐射所能看到的物质的5倍,这些究竟能够经由假设每个星系四周都有一个暗物质晕来注释。

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暗物质是什么?

这是一个开放性的问题。或者性好多,且今朝还没人对此有充沛的认识。以下是已被公开的建议,今朝被世界各地的实验主义者存眷着。记住,你至少需要一个重子物质和一个非重子物质才能实验成功,所以这里给出的几种或者性傍边,准确的或者不止一个。

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迄今为止尚未进入我们视野的通俗物质,好比:

暗星系

褐矮星

行星材料(岩石,粉尘,等等)

大型尺度型号中微子。

若是这些中微子中有非常大的,那么它或者就是“消散”的质量。另一方面,若是它们很重,就像17,000电子伏特的中微子那样,那么大量中微子在解决问题的同时也制造出了同样多的问题。

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别致事物

大量的奇异物质将供应失踪的质量。出于我们的目的,这些物质能够分成两类:一类是因为其他原因而提出的但恰巧解决了暗物质的问题,另一类是为了供应消散的质量而专门提出的。

第一类物体的例子是轴子,附加的中微子,超对称粒子和很多其他器材。它们的性质被展望它们的理论所限制,若是它们存在准确的品貌中,凭借它们的质量就能够解决暗物质的问题。第二类粒子平日归为松散的一类,它们的性质没有被确定,但他们是meabundance

神秘的幽灵,暗物质,如何影响着宇宙?

今朝为止,因为它们的质量和一些其他的性质导致很多寻找新粒子的实验都没有发现它们。个中包罗WIMPS(弱互相感化大质量粒子),CHAMPS(不知道什么器材),和一些其他粒子。

暗物质是一种物质形式,它被认为大约占有了宇宙物质的85%而且是宇宙总能量密度的四分之一,大多数暗物质被认为是天然界中的非重子物质,其或者是由一些尚未发现的亚原子粒子构成。各类天体物理学的观测暗示了它的存在。个中包罗引力效应,因为引力效应不克被现有的理论所注释,除非物质比所能看到的更多。是以,大多数专家认为宇宙中存在大量的暗物质,而且暗物质对宇宙的构造和演变发生了伟大影响。暗物质之所以叫做暗物质是因为它似乎不与可观测的电磁辐射(如光)互相感化,是以对整个电磁波谱都是弗成见的,这使得现有的天文仪器无法探测到它。

神秘的幽灵,暗物质,如何影响着宇宙?

暗物质存在的证据首要来自于如许的较量:若是星系中不存在大量的看不到的物质,那么很多星系将会星散而不是扭转,或许不会像如今如许形成或移动。其他的证据包罗引力透镜的观测、宇宙微波配景的观测、对可观测宇宙当前构造的天文观测、星系的形成和演化、星系碰撞时的质量位置和星系团中星系的活动。在尺度的Lambda-CDM宇宙学模型中, 宇宙的总质量能量包罗5%的通俗物质和能量,27%的暗物质和68%的未知形式的能量,即暗能量。是以,暗物质占总质量的85%,而暗能量加暗物质占总质量-能量的95% 。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. math-大帅

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