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神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?

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樓主
online_member 發表于 2019-10-15 22:06:32 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
什么是暗物質?

關于暗物質的故事,最好是分成兩塊。首先,我們有理由相信暗物質是存在的。其次才是去搜集對“暗物質到底是什么”的可能的解釋。
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?10 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

為什么宇宙需要暗物質?

我們相信宇宙處于一種由開合帶來的非常重要的平衡之中。這個結論來自于對宇宙結構的大量觀察。達到這一平衡需要特定數量的物質。姑且把這些物質稱為M。
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?41 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

通過研究宇宙大爆炸的核合成理論,我們可以估算出宇宙中這種由重子構成的物質的總量。只要把現在宇宙中可觀測到的氦/氫的比率與大多數氦剛剛產生時即宇宙還處于早期熱階段時就已經存在的重子物質的數目相聯系,就能進行估算。一旦宇宙的溫度下降到中子-質子的質量差以下,中子就會開始衰變為質子。
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?52 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

如果早期的重子密度很低,那么在過多中子衰變之前,一個質子就很難找到與之配合的一個中子來構成氦原子,那樣也就沒有如今這些氦了。因此,通過測量今天的氦/氫在宇宙中的比率,我們可以估算出宇宙大爆炸之后的必要的重子密度,從而進一步算出現在的重子數。計算結果顯示,你需要0.05M的重子物質才能最終得到目前已知比率的光同位素。所以只有宇宙總質量的二十分之一是重子物質。
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?5 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

不幸的是,我們能用望遠鏡看到的宇宙里的物質大約是0.01M。還有99%的東西去哪兒了?暗物質!

因此,有兩個結論。宇宙中有0.05M的重子物質,我們只看到了0.01M。剩下的一定存在于星系周圍的重子暗物質暈中。并且必須有一些非重子暗物質去占據剩余的95%來保持宇宙的密度與臨界密度的比率。以臨界質量為單位,宇宙的總質量為一
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?42 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

對于那些不相信傳統大爆炸模型,不愿依靠想象中的宇宙來推斷暗物質存在的人來說,還有其他更直接的方法。在星系團中觀察到,星系的運動表明,它們受到的總引力約束,是所述星系發光物質所能引起的5-10倍。在一個單獨星系內,你可以測量恒星圍繞星系旋轉中心的旋轉速度。由此產生的旋轉曲線只與星系中的物質分布有關。相對于我們在星系中所看到的物質而言,星系中的外層恒星似乎旋轉的太快了。同樣,我們需要的物質是我們通過電磁輻射所能看到的物質的5倍,這些結果可以通過假設每個星系周圍都有一個暗物質暈來解釋。
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?73 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

暗物質是什么

這是一個開放性的問題。可能性很多,且目前還沒人對此有足夠的了解。以下是已被公開的建議,目前被世界各地的實驗主義者關注著。記住,你至少需要一個重子物質和一個非重子物質才能實驗成功,所以這里給出的幾種可能性當中,正確的可能不止一個。
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?83 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

迄今為止尚未進入我們視野的普通物質,比如:

暗星系

褐矮星

行星材料(巖石,粉塵,等等)

大型標準型號中微子

如果這些中微子中有非常大的,那么它可能就是“消失”的質量。另一方面,如果它們很重,就像17,000電子伏特的中微子那樣,那么大量中微子在解決問題的同時也制造出了同樣多的問題。
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?80 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

新奇事物

大量的奇異物質將提供失蹤的質量。出于我們的目的,這些物質可以分成兩類:一類是由于其他原因而提出的但碰巧解決了暗物質的問題,另一類是為了提供消失的質量而專門提出的。

第一類物體的例子是軸子,附加的中微子,超對稱粒子和許多其他東西。它們的性質被預測它們的理論所限制,如果它們存在正確的豐度中,憑借它們的質量就可以解決暗物質的問題。第二類粒子通常歸為松散的一類,它們的性質沒有被確定,但他們是meabundance
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?47 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

目前為止,由于它們的質量和一些其他的性質導致許多尋找新粒子的實驗都沒有發現它們。其中包括WIMPS(弱相互作用大質量粒子),CHAMPS(不知道什么東西),和一些其他粒子。

暗物質是一種物質形式,它被認為大約占據了宇宙物質的85%并且是宇宙總能量密度的四分之一,大多數暗物質被認為是自然界中的非重子物質,其可能是由一些尚未發現的亞原子粒子組成。各種天體物理學的觀測暗示了它的存在。其中包括引力效應,因為引力效應不能被現有的理論所解釋,除非物質比所能看到的更多。因此,大多數專家認為宇宙中存在大量的暗物質,并且暗物質對宇宙的結構和演變產生了巨大影響。暗物質之所以叫做暗物質是因為它似乎不與可觀測的電磁輻射(如光)相互作用,因此對整個電磁波譜都是不可見的,這使得現有的天文儀器無法探測到它。
神秘的幽靈,暗物質,如何影響著宇宙?8 / 作者:靜靜的讀你 / 帖子ID:54506,214336

暗物質存在的證據主要來自于這樣的計算:如果星系中不存在大量的看不到的物質,那么許多星系將會分離而不是旋轉,或者不會像現在這樣形成或移動。其他的證據包括引力透鏡的觀測、宇宙微波背景的觀測、對可觀測宇宙當前結構的天文觀測、星系的形成和演化、星系碰撞時的質量位置和星系團中星系的運動。在標準的Lambda-CDM宇宙學模型中, 宇宙的總質量能量包括5%的普通物質和能量,27%的暗物質和68%的未知形式的能量,即暗能量。因此,暗物質占總質量的85%,而暗能量加暗物質占總質量-能量的95% 。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. math-大帥

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沙發
online_member 發表于 2019-10-15 22:07:07 | 只看該作者
我覺得暗物質,就好比巴西和夢國的關系,互相對應,暗物質那面的生物也發現不了我們
板凳
online_member 發表于 2019-10-15 22:07:47 | 只看該作者
轉發了
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