究竟什么是暗物质和暗能量 (究竟什么是暗恋啊)

admin 2024-10-19 阅读:11

本文目录导航:

究竟什么是暗物质和暗能量

暗物质和暗能量虽然至今都没有被真正发现过,但宇宙天体的失常静止以及宇宙减速收缩都预示着暗物质和暗能量的存在,因此寻觅暗物质和暗能量也就成为了环球各国乃至全人类迷信家独特的指标,一但发现它们,对人类的物理学来说就又是一次性严重打破,其位置将不亚于爱因斯坦的相对论,届时人类离宇宙的实质也就又近了一步。 究竟什么是暗物质和暗能量

什么是暗物质? 暗物质(Dark matter)是实践上提出的或许存在于宇宙中的一种无法见的物质,它或许是宇宙物质的关键组成局部,但又不属于构成可见天体的任何一种目前已知的物质。

暗能量是驱动宇宙静止的一种能量。

它和暗物质都不会排汇、反射或许辐射光,所以人类无法直接经常使用现有的技术启动观测。

暗物质最早是由天文学家们观测星系团以及星系中恒星的静止发现的,过后天文学家们发现星系团中心的星系以及星系中心的恒桥茄星静止速度比中央星系以及恒星的静止速度还快,依照万有引力定律来说星系中心天体遭到的的引力要比外部天体小很多,因此中心天体的静止速度必需也会比外部慢,假设太快的话就会由于引力太小而被甩进来 暗物质的存在曾经获取了宽泛的认同,但是目前对暗物质属性了敏坦察解很少。

目前已知的暗物质属性仅仅包含有限的几个方面: 1) 暗物质介入引力相互作用,所以应该是有品质的,但单个暗物质粒子的品质大小还不能确定; 2) 暗物质应是高度稳固的,由于在宇宙结构构成的不同阶段都存在暗物质的证据,暗物质应信芹该在宇宙年龄(百亿年)期间尺度上是稳固的; 3) 暗物质基本不介入电磁相互作用,暗物质与光子的相互作用必需十分弱,以致于暗物质基本不发光;暗物质也基本不介入强相互作用,否则原初核分解的环节将会遭到扰动,轻元素丰度将出现扭转,将造成与以后的观测结果不分歧。

4) 经过计算机模拟宇宙大尺度结构构成得悉,暗物质的静止速度应该是远低于光速,即“冷暗物质”,否则咱们的宇宙无法在引力作用下构成目前观测到的大尺度结构; 暗能量特点: 暗能量与光会出现中和作用,作用域为同级暗能量的散布范畴。

当暗能量与光反响时,会对作用域的期间发生影响,相对速度v0>c,此时作用域的能量E发生跃迁,依据E=mc²,作用域内的物质品质会有缩小。

由于宇宙空间不时出现的中和反响,作用域内的物质品质不时减小以致物质的引力减小,出现宇宙收缩 。

对宇宙收缩的高精度测量可以使咱们对收缩速度随期间变动有更深化的了解。

在狭义相对论中,收缩速度的变动受宇宙形态方程式的影响。

确定暗物质的形态方程式是当今观测宇宙学的最关键疑问之一。

但天文学家们重复确认后发现中心速度确实曾经具有了被甩进来的潜质,但这些天体还在系统中运转,这就说明星系之间和星系团之内必定还有一个咱们看不见的品质源,这些看不见的品质和看得见的品质一同发生了更大的引力,所以这些速度超越预警的天体才没有被甩进来。

相比暗物质的“有迹可循”,暗能量可以说存在于全宇宙之中,并且暗能量还让咱们的宇宙减速收缩,在目前的宇宙模型里,暗能量占据了咱们宇宙的68.3%,暗物质占据了咱们宇宙的27%,咱们能看见的物质只占宇宙的4.7%

暗物质究竟是什么?又是如何被发现的呢?

假设咱们如今曾经齐全搞分明了暗物质是什么,那暗物质或许就不叫做暗物质了,而是有了详细的名字。

之所以它会被叫做暗物质,就是由于咱们还没有齐全搞分明它究竟是什么物品。

那人类是如何发现暗物质的呢?暗物质又有什么特点呢?咱们接上去分两份来细心讲一讲。

恒星的静止速度

早在1930年代就有迷信家在观测星系周围恒星时,发现这些恒星跑得特意快。当然,咱们也知道速度是相对的,这个“快”终究是快的呢?

便捷来说,就是依照实践计算,咱们可以获取一个恒带握星相关于星系质心的静止速度,可实践上一观测就发现,这个速度不符正当论,要快出很多。

其实迷信家最青睐看到这种状况了,因此无心外就象征着无时机搞出新实践。

不过,过后发现这个现象的两位都是大神,手头上都有更关键的钻研要搞,就丢弃了这个钻研。

这个疑问雷同出当初河汉系,就拿太阳来说,实践计算值获取的是太阳速度是160km/s,而实践上测到的速度却是220km/s。

但是咱们要知道,迷信家的计算模式是经过牛顿实践。

牛顿实践曾经被证实是极端精准的实践,经受住了很多考验,大略率上是不会出疑问的,但也不是观测错了。

因此,有或许是存在着什么要素咱们没有思考出来。

迷信家经过计算发现,假设要让恒星这样高速静止,还须要额外5倍左右的引力。

所以,迷信家就解释了存在一种物品叫做:暗物质。

它介入引力作用,提供了额外的引力。

而且暗物质的总量大略是已拍枣知物质总量的5倍之多。

但是,你或许要说了,觉得就是凭梦想象出来的一个物品,它真的存在么?

实践上,迷信家不只仅是想象,还真的就去细心观测了。

无论是直接观测还是直接观测在近些年来曾经有很多了。

包含咱们国度的悟空探测器也是专门用观测暗物质的。

在未来,各国也都在方案参与暗物质观测的关系名目,这是目前十分前沿的迷信钻研。

(下图中就是经过引力透镜效应观测到的暗物质的形迹,图中用蓝色标出的就是暗物质。

基于目前的观测结果来看,咱们基本上可以确定暗物质是存在的。

但是还没有方法确定暗物质的详细性质。

暗物质的特点

之所以很难确定暗物质的详细性质,关键要素就是暗物质太奇葩了。

在人造界中,存在着四种作使劲,区分是引力,强相互作用,弱相互作用和电磁相互作用。

其中强相互作用的强度是最强的,电磁相互作用其次。

而后是弱相互作用第三,引力最弱。

咱们在观测天体时,通经常常使用的是电磁相互作用。

说白了,就是天体收回的光子到来地球,被咱们捕捉到,而光子就是介入到电磁相互作用当中的。

而暗物质是不介入强相互作用和电磁相互作用的,因此,咱们基本无法经过惯例手腕观测到它。

它或许只介入弱相互作用和引力。

而弱相互作用和引力是很弱很弱的,其次弱相互作用的出现概率极端低。

所以,咱们才会很难感知到的暗物质的存在。

依照目前的干流实践,也即是冷暗物质模型。

迷信家以为暗物质是平均散布在整个宇宙空间的,包裹着咱们蠢贺庆的星系。

其中“冷”说的其实是暗物质只是极端缓慢的移动。

也就是说,由于暗物质这样的个性,即使它如今正在穿过你的身材,你也压根觉得不到。

以上这些,就是目前关于暗物质的一些认识,但是假设你非要问暗物质究竟是什么,其实迷信家是没方法回答你的。

而且它大略率是由咱们未知的物质粒子构成的,也就是说,构成它的粒子并不在目前的粒子物理学规范模型当中。

这也是为什么,如今各国都在想尽各种方法去钻研暗物质的要素。

由于关于暗物质的了解很有或许会引发物理学实践的反派。

而每一次性物理学实践的反派都会带来渺小的迷信技术的反派。

暗物质究竟能否存在,暗物质对宇宙有什么影响?

暗物质是宇宙中实践上存在的一种无法见物质,或许是宇宙物质的的关键组成局部,但并不是构成可见天体的任何一种目前已知的物质。

1922年,天文学家卡普坦最先提出“暗物质”或许存在的说法,但过后没有证据证实暗物质的存在。

人们对暗物质的来源以及其余等等都是了解也不多。

但是钻研,不过暗物质仍是目前物理学和天体物理学不时无法处置的谜团。

暗物质有或许是宇宙物质的关键组成局部,迷信家经过推算暗物质和暗能量占有宇宙总品质的大局部,它比宇宙中一切可以看到的星系,星团,恒星,各种行星加起来的总品质还要多。

而咱们想要探求宇宙,暗物质显然是必需面对的一个疑问,接上去咱们来议论一下关于暗物质的事。

暗物质是怎样被发现的?

虽然到目前为止,迷信家依然没无关于暗物质的直接观测证据,但曾经发现了少量的直接证据可以标明暗物质的存在。

一、星系自转曲线的矛盾

依照牛顿的经典力学来剖析,在一个星系当中,更接近质心的恒星,其静止的速度应该是大于外层的恒星的,由于越接近中心,就越须要更大的速度来克制引力的吸引。

但是在1959年,美国的天文学家薇拉·鲁宾在观测螺旋星系M33时,发现了它的转动不遵照牛顿力学,实践上讲,星系的自转曲线应该合乎下图中的虚线:距离中心天体的距离越远,平均轨道速度应该会依照品质的散布启动递减。

而实践观测到的数据则是图中的实线,这就说明:内层的恒星静止速度和外层的静止速度简直是分歧的。

这也象征着星系的实践品质或许远比咱们看到的要多,于是她和她的共事推测:

星系的大局部品质或许存在于暗物质当中,并且暗物质存在的范畴要远远大于星系最外层的可见局部。

二、对星系和星系团品质的观测

在天文方面,迷信家通常会经常使用三种方法来计算得出星系的总品质。

一种是依据观测星系的静止,经过对引力的计算得出,其次是依据狭义相对论中的引力透镜效应,依据光线的弯折水平推算出星系团的品质散布。

最后是经过观测星系团喷射出的X-射线来推测。

由于大品质天体左近时空会出现歪曲,这样就使得光线经过这些大品质天体左近时会出现笔挺。

观察者在适合的观测点就会观测到由于光线笔挺而构成的一个或多个像,这就被称之为引力透镜现象。

引力透镜现象是天体物理中最关键的一种钻研工具,轿斗经过引力透镜效应的观测就可以直接推算出宇宙空间中暗物质的散布状况,所以在宇宙学暗物质施展着渺小的作用。

但是无论是哪一种方法,所计算出的星系品质都要远大于可观测的物质总品质。

也就是说,星系的品质不只包含可见物质,还包含更大一局部的无法见物质,起初人们也把这种无法见的物质叫做暗物质。

三、宇宙微波背景

宇宙微波背景辐射(简称CMB)是宇宙早期开展所遗留上去的辐射,它能很好的解释宇宙的构成,而且是测量宇宙学的关键。

迷信家经过对宇宙微波背景辐射的各向同性观测发现,也再次标明暗物质对宇宙的总能量奉献出了26.8%,同时还发现物质在本不应该的状况下启动了坍塌,而这正是由于暗物质少量汇集的结果,这也再次直接的印证了暗物质的存在。

以上的种种迹象,使得迷信家必需假定暗物质的存在,能力够正当的解释:正是由于暗物质的存在为星系提供了额外的引力,虽然咱们观测不到它,但是它确实存在。

暗物质有什么属性?

虽然迷信家曾经对暗物质启动了少量的观测和钻研,却对它的外部结构没有片面的了解。

人类对宇宙启动观测的方法无非就是电磁波,而电磁波检测不到暗物质,那也就是说暗物质并不介入电磁作用。

最后迷信家总结出了目前已知的几种属性:

1.暗物质有品质,由于他参与了引力的相互作用

1.暗物质基本不介入电磁的相互作用闭改磨和强相互作用

3.暗物质的静止速度远远低于光速。

而关于暗物质的组成迷信界也有多种说法。大抵可歼磨以分为三种类型:

冷暗物质、热暗物质、温暗物质。

须要留意这里的冷热并不代表粒子的温度上,而是指粒子的静止速度。

冷暗物质:在经典速度之下静止的粒子。

温暗物质:粒子静止速度曾经足以发生相对论效应。

热暗物质:粒子速度接近光速静止。

冷暗物质

目前最干流的说法是“大品质弱相互作用粒子”(英文叫做Weakly Interacting Massive Particle,简称WIMP)这种粒子是人们没有探测到过的一种新粒子,属于冷暗物质的一种,粒子呈电中性,想要寻觅这种粒子,目前只能经过经常使用粒子减速器和高灵便度的探测器来寻觅。

还有一种干流说法是大品质致密晕天体(MACHO,Massive Compact Halo Objects),比如黑洞、中子星以及白矮星或许不发光的星系等等。

这时刻咱们可以想象一下,假设暗物质真的像黑洞或许中子星一样的天体,咱们或许早就被充溢宇宙的暗物质给吞噬掉了,所以这种说法咱们也不须要在探讨了。

关于冷暗物质,咱们知道它移动十分缓慢,并且不出现相互作用,所以暗物质存在于整个宇宙,甚至在地球上,从咱们的身材当中穿过,咱们也依然无法觉失掉。

被暗物质解围的地球

暗物质的存在对宇宙有什么影响?

实践上暗物质的更直接的作用是体如今星系和星系团中的。

正是由于暗物质和星系中可见物质的独特作用下,星系能力紧紧的汇集在一同,所以说星系的构成是离不开暗物质的协助的。

在暗物质的实践下,很多无法了解的现象都完成的获取了解释。

关于暗物质假构想了解更多的常识,可以尝试在头条主页上面的搜查栏中输入暗物质启动搜查,就可以看到关于暗物质的百科啦。

结语

评论(0)