暗物质是什么东西

生活小常识 2023-07-25 22:02:41   点击量 : 12431  

作者 : 楚天

暗物质是什么东西

暗物质在宇宙学中又称为暗质,是指无法通过电磁波的观测进行研究,也就是不与电磁力产生作用的物质。人们已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性,对结构形成也非常地关键。暗物质很有可能是一种(或几种)粒子物理标准模型以外的新粒子所构成。对暗物质和暗能量的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。宇宙中最重要的成分是暗物质和暗能量,暗物质占宇宙25%,暗能量占70%,通常所观测到的普通物质只占宇宙质量的5%。

最早提出暗物质可能存在的是天文学家卡普坦(JacobusKapteyn),他于1922年提出可以通过星体系统的运动间接推断出星体周围可能存在的不可见物质。1932年,天文学家奥尔特(JanOort)对太阳系附近星体运动进行了暗物质研究。然而未能得出暗物质存在的确凿结论。1933年,天体物理学家兹威基(FritzZwicky)利用光谱红移测量了后发座星系团中各个星系相对于星系团的运动速度。

虽然人们已经对暗物质作了许多天文观测,其组成成份至21世纪初仍未能全然了解。早期暗物质的理论著重在一些隐藏起来的一般物质星体,例如:黑洞、中子星、衰老的白矮星、褐矮星等。这些星体一般归类为晕族大质量致密天体(MAssive Compact Halo Objects,缩写为:MACHOs)然而多年来的天文观测无法找到足够量的MACHOs。

宇宙中所说“暗物质”是什么?有什么作用?

暗物质是目前理论上预言的一种不发光的神秘物质,目前人类只能通过暗物质的引力作用来间接推测暗物质的存在,近几十年来科学家对暗物质的真实性感到困惑,这也是当今物理学最大的谜团之一。

发现暗物质

在上世纪三十年代,天文学家研究后发座星系团中各星系的运动速度时,发现各星系之间的相对运动速度异常,仅靠星系团中可见星系的引力作用,远远无法维持星系团的稳定,后来天文学家在更多的星系中发现了这一现象,包括我们银河系边缘恒星的绕行速度也高于理论值,似乎有某种神秘力量束缚着天体。



有科学家猜测,引力作用在大尺度范围时需要进行修正,但是经过几十年的研究,绝大部分科学家都放弃了这个观点,目前比较认同暗物质的假设,暗物质是一种不参与电磁相互作用的物质,所以暗物质不发光,也不会反射光线。



在1990年,NASA通过威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)发现,我们宇宙中的暗物质是可见物质的五倍,意味着宇宙中绝大部分物质我们是看不到的,这一结果非常令人震惊。

暗物质是什么?

早期的科学家猜测,暗物质会不会是小质量的黑洞或者其他致密天体?

但是目前并没有证据能支持这个观点,如果暗物质是不可见的致密天体,根据暗物质远多于可见物质的数据,在我们太阳系周围大概率存在这样的致密天体,可事实上并没有发现。



科学家还猜测暗物质可能由某种亚原子粒子构成,比如惰性中微子?轴子?

中微子不参与电磁相互作用和强相互作用,如果存在一种中微子的弱相互作用也很弱的话,就非常接近暗物质的性质,但是目前关于中微子的研究来看,暗物质是中微子的可能性非常低。



粒子物理学还预言了一种亚原子粒子——“轴子”,轴子质量小于电子质量的百万分之一,现代物理学中,轴子是暗物质的主要候选者之一,但是由于轴子实在太小了,目前有关轴子的研究主要存在理论上。

暗物质和暗能量的关系

现代天文学中,我们经常听到这两个很相近的名词,实际上暗物质和暗能量并没有直接联系,暗物质是为了解释大尺度引力作用异常假设的,而暗能量是为了解释宇宙膨胀假设的,使用“暗”来描述,仅作为一个占位符,因为对人类目前来说还是谜团。

宇宙中所说“暗物质”是什么?有什么作用?

提到暗物质,就得了解暗物质与暗能量它们两者之间的关系。暗物质和暗能量是组成宇宙物质的基础。众所周知,我们的世界是由物质构成的,在宇宙学中,暗物质是指那些自身不发射电磁辐射,也不与电磁波相互作用的一种物质。人类目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观察。

生活中所有的存在都是物质,例如空气、水和食物,甚至连人体本身也是物质,除了这些实际存在的物品之外,光和电磁场等一些射线也是物质。而我们人类所知道的,只占了不到宇宙的5%,在剩下的部分里,暗物质占了25%,暗能量占了70%,这也从侧面反映出我们人类对宇宙的认知少之又少,同时也让我们深思暗物质、暗能量到底是什么?它们有什么作用呢?

暗能量是驱动宇宙运动的一种能量,它和暗物质都不会吸收反射光或者辐射光,所以人类无法直接使用现有的技术进行观测。大约在20年前一项研究表明,我们的宇宙正在不断膨胀,而它的速率不是恒定或者减慢的,而是在始终的加速。早在1929年爱得文·哈勃就检测到了遥远星系发射光的波长,是如何在空间中旅行时转变成电磁波谱的远红端的,他通过研究发现越遥远的星系就会出现很大程度的红移,反而越近的清晰并没有那么多。哈勃因此可以确定,这是因为宇宙自身正在膨胀,红移的发生因为光的波长随着宇宙膨胀而被拉长,这些研究都在向我们显示暗能量的密度,可能是一种宇宙常量;而真空提供了宇宙膨胀的动力。

甚至部分研究学者认为暗能量吞噬暗物质,可以作为宇宙加速膨胀的解释。因为人类对宇宙的研究表明暗物质就像胶水一样,它可以把所有的物质连接在一起,如今一部分的暗物质正在消失,而导致它们消失的原因,很可能就是暗能量。

当然不是所有的学者都赞同这一猜想,自20世纪90年代以来,天文学界就对这一问题争论不休,但到目前为止并没有什么办法来证实任何的猜想,显然对于宇宙真相的认知人类还差之甚远。

中国科学院理论物理研究所研究员李淼曾经半开玩笑的表示,有多少暗能量专家就有多少暗能量模型。所以有很多关于暗能量的构想,其中一种猜测,暗能量不是一个东西,而是空间的一个属性,这个想法非常接近于爱因斯坦在1917年提出的关于宇宙常数的概念。

到目前为止人类对爱能量的认知仍停留在理论层面,但按能量不仅对整个宇宙有着影响,而且还能操控宇宙居民,引导恒星星系以及星系团的引发进程,暗能量的无处不在,反而让人很难意识到它的存在,不论是在家里的厨房,还是在星际空间中,暗能量的密度完全一样,只有在巨大的空间尺度和时间跨度上才能体现出暗能量影响力,真空的环境里本身就不空,那里面都有什么呢?暗物质、暗能量,让我们拭目以待吧。

暗物质是怎么发现的

暗物质不是被发现的,而是被推测(臆测)出来的

迄今为止,暗物质尚未被发现

暗物质
天文学家观测星空,发现宇宙中的河系不正常的聚集,这种聚集的程度超过了万有引力的系数。本着发现现实与理论不符马上制造一种人类无法发现的物质的习惯(这个习惯的前一个产物是著名的以太),科学家们臆测,宇宙中,喔,不,河系中存在一种无法被人类观测到,不与电磁波产生任何耦合,只有引力的物质。因为这种物质无法与电磁波耦合(互相干涉),所以被命名为暗物质。

后来,天文学家们在观测银河系内部的恒星运动时,吃惊的计算出来,银河系内部的天体运动,完全没有受到暗物质影响。为了维护暗物质的存在,天文学家们宣布,暗物质是以晕的形式,存在于河系周边,暗物质晕小心翼翼的吸引着其他河系,同时还更小心翼翼的不影响河系内部天体的运行。

而最新的消息,天文学家们寄予厚望的,肯定可以检测出暗物质的仪器(大型地下氙暗物质实验(LUX)),什么都没有检测出来------在我看来,根本不存在的东东当然检测不出来。

下面说说我个人对暗物质的理解
暗物质根本不存在,河系不正常的聚集可能有两种理由
1 相对论对质量与空间的关系阐述不够完善,当质量达到一定程度时,量变引发质变,空间的凹陷加剧,导致河系被吸引的程度超过其实际质量造成的引力
2 也许是宇宙之外有什么东西对宇宙空间造成了影响
PS:宇宙之外这个词非常的不科学,我知道。

暗物质到底是什么元素构成的?

暗物质 Dark material
【Jeremiah P. Ostriker和Paul Steinhardt 著 Shea 译】几十年前,暗物质(dark matter)刚被提出来时仅仅是理论的产物,但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6倍,在宇宙能量密度中占了1/4,同时更重要的是,暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜,但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话,那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。不过,最近对星系以及亚星系结构的分析显示,这一假设和观测结果之间存在着差异,这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型,为暗物质本性的研究带来新的曙光。大约65年前,第一次发现了暗物质存在的证据。当时,弗里兹·扎维奇(Fritz Zwicky)发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上,否则星系团根本无法束缚住这些星系。之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知,但是到了80年代,占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。

以上内容就是生活常识网为大家带来暗物质是什么东西的全部内容,希望会对大家有所帮助,更多相关内容请关注生活常识网

本文来自网络,不代表生活常识网立场,转载请注明出处:http://sdsy56.com/xiaochangshi/138123.html

上一篇:

下一篇:

声明: 我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理,本站部分文字与图片资源来自于网络,转载是出于传递更多信息之目的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请立即通知我们(管理员邮箱:15053971836@139.com),情况属实,我们会第一时间予以删除,并同时向您表示歉意,谢谢!

Copyright © 2022-2024 生活常识网 版权所有
生活常识网所有文章及资料均为作者提供或网友推荐收集整理而来,仅供爱好者学习和研究使用,版权归原作者所有。
如本站内容有侵犯您的合法权益,请和我们取得联系,我们将立即改正或删除。客服邮箱:15053971836@139.com

备案号:鲁ICP备2022001955号-6 联系方式:15053971836@139.com

网站地图