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暗物质是什么样的粒子呢？宇宙的大尺度结构终究是什么样子的？
暗物质是一种十分态物质，深刻一点就是咱们看不到却又真实存在的物质。
后来迷信家对宇宙和各大星系的品质计算时总是存在一些误差。
实践的计算结果和实践的预算差得不是一星半点，而是存在几个数量级的差异，这显然就是两个不同的结果。
于是迷信家猜想宇宙存在一种既看不见也摸不着的物质，并且它们有必定的改轿含品质！20世纪70年代，暗物质的存在被正式必需，宇宙实践大一致以后，迷信家们在20世纪70年代末的试验测量中发现中微子存在品质，并且品质在30eV左右（目前测量结果低于该数值），因此，简直一切的迷信家都以为中微子就是暗物质的自身。
暗物质相互间仅仅只要引力的作用，这就造成它的系统动能不受电磁波的影响，这就会造成暗物质构成一个疏松而庞大的晕，并且包裹着普通物质构成的星系。
河汉系的尺度有多大呢？足足80万光年！而暗物质构成的晕所加长的范畴远远大于河汉系80万光年的尺度。
中微子是一种品质十分小的粒子，在宇宙构成的初期具有极高的动能，因此被称作“热暗物质”。
但是，事物都有两面性，雷同存在一种品质比拟大的粒子，在宇宙早期的动能极低，这种粒子被称为“冷暗物质”。
不美观出，目前暗物质共分为两类，即“热暗物质”和“冷暗物质”。
这两种比拟不凡的物质只管统称为暗物质，不过两者在宇宙中的结构构成却天差地别。
苏联天体物理学家雅可夫•泽尔多维奇曾经指名，热暗物质的动能可以在小尺度上抵制引力的压榨。
因此，在热暗物质为主体的宇宙中，首先会构成一个庞大的薄饼状结构，由于引力的不稳固性，“薄饼”会沿着一个方向坍塌，直至变成一个丝状结构，这还不算完，引力会进一步压榨外部，会从外部碎裂成更小的尺度结构。
相反，在冷暗物质为主体的宇宙之中首先构成的是小品质的团块，神奇的是，不同的团块经过兼并成功“长大”，迷信家给这种结构模型起了笼统的名字—“等级成团”把期间拉到宇宙大爆炸之际，此时的宇宙雏形处于一种高温高热的形态，但是物质密度处处相等，仅仅存在十分庞大的坎坷。
宇宙自降生就在不时收缩，外部温度也在缓慢降低，这将造成物质之间的引力推进宇宙结构的构成。
更令迷信家异常的是宇宙中暗物质的总品质是普通物质的数倍，这些宇宙光明中的“躲藏者”穿凿附会地成为了主导宇宙结构构成的中坚力气。
理想中的宇宙是以哪种暗物质为主体的？换句话说，咱们所处宇宙的结构构成究竟是热暗物质选择，还是冷暗物质选择？这个疑问实践物理学家启动了长达几十年的争执。
哈弗—史密松森天文核心的玛格丽特•盖勒和她的共事经过新的绘图方式出现了一个平面的星系，整个星系6度厚、跨度130度，星系散布十分不平均，而且显著汇集在庞大的纤维结构上，这些纤维状结构又核笑依靠在庞大的泡状空泛结构上。
为了使整个星系的结构构成更好得出现进去，他们甚至制作了一分钟左右的视频，在视频中，宇宙切片缓慢转动，给观众出现了上帝视角，在场的人全都被星系的构成震惊！这显著是热暗物质为主体的宇宙所演变的情景，难道咱们所处的是以热暗物质为主体的宇宙？ 就在人们以为暗物质之争完结时，事件出现了转折。
英国物理学家乔治•埃弗斯塔修正造了用于凝聚态物理的计算机程序，这可以彻底模拟引力作用下的N体演变疑问。
当一切数据导入计算机程序之后，神奇的事件出现了，星系尺度的暗物质晕率帆滚先构成，星系团级别的暗晕、庞大的气泡状结构、纤维状结构随着期间的演变逐渐构成，这是冷暗物质为主体宇宙构成的典型特色。
这项计算机模拟结果于1983年至1988年陆续宣布，并且，计算机N体数值模拟成为了钻研宇宙演变疑问的规范实践化工具。
长达几十年的宇宙演变争执至此完结，但是结果确实出人预料的。
宇宙中终究存不存在暗物质，暗物质终究是什么物质？
看不见的暗物质-被公以为宇宙物质的关键组成局部
人们常说眼见为实、耳听为虚，但很多时刻理想都有情地通知咱们，亲眼看到的物品也并不代表就是片面而真实的。
比如，即使人类社会曾经开展到如今这样看似兴旺的形态，咱们可以经过很多探求仪器对地球之外的空间有更多了解。
但是，就人类目前能观测到宇宙物质而言，却只占据了这个庞大空间中的极小一局部(5%)，这其中就包含了大家都可以看到的满天繁星。
也就是说，宇宙其实存在着可见和无法见的局部，而咱们可以发现其存在的都称为可见宇宙。
理想上，无法见的宇宙物质才占据了宇宙的大局部空间(95%)，而至今都没见过其真面目标暗物质（85%），便是这些奥秘的构成局部之一。
暗物质这一种实践上存在的物质外形，只管与其余任何一种咱们已知的物质都有所不同，但却并不影响它被大少数迷信家们公以为宇宙物质的关键组成局部。
暗物质是真的吗
便捷来说，咱们所知道的任何一种基本粒子都不是暗物质粒子，这也是为什么它的存在是在应战粒子物理规范模型。
咱们可以经过它与引力之间的相互作用了解到，暗物质应该也具有品质这个属性，但每个暗物质的品质却难以确定。
与此同时，暗物质也基本上不会介入强相互作用和电磁相互作用。
总是处于高度稳固形态的暗物质，可以在宇宙结构构成后的不同阶段找到其存在的证据。
截至目前，只管暗物质没有被迷信家们直接观测到，但已有较多的证据可以说明，它确实宽泛地存在于宇宙这个庞大的空间之中。
不论是可以作为钻研暗段岁模物质的关键手腕的星系团观测、对宇宙微波背景辐射各向同性的启动观测，还是大型计算机对宇宙演变大尺度结构的构成的模拟，都说明了宇宙中可见的物质总品质，远远低于宇宙品质的总和。
并且，从宇宙总能量的这个角度来说，咱们可以观测到的星际气体和天体，这些惯例物质的总能量实践上只占据了4.9%左右。
只管暗物质粒子跟惯例物质的相互作用十分强劲，但这并不代表它永远都无法能被咱们越来越精细的仪器探测到。
在以后的期间里，咱们可以经过探测器中的物质和暗物质粒子之间的相互作用，来“直接探测”暗物质粒子的存在；也可以“直接探测”暗物质在出现湮灭或衰变之后所监禁出的普通物质信号；更能经过“减速器探测”的方式，寻觅咱们在粒子对撞机中在人为之下所发生的暗物质粒子。
暗物质从何而来
在充溢了各种物质握缓的复杂宇宙中，存在着许多大大小小的星系，而像咱们河汉系这样相对较大的星系，其周围通常都会存在一些围绕它运转得更小的星系。
当迷信家们在对这些特定的星系组合启动观测的时刻发现，它们凌乱的盘旋并不能用现有的模型来解释。
早在1922年的时刻，天理迷信家卡普坦就提出了星体周围应该存在一种咱们无法看到的物质。
1932年，钻研人员在对河汉系恒星的轨道速度启动测量的时刻发现，该星系的品质无法解释这些星体所具有的特意快的移动速度。
当期间到来90年代末，迷信家维拉·鲁宾成功了对左近星系自转速率的测量。
并将其作为恒星和星系距离的函数，同时也将规范牛顿重力实践的预测值和实践的检测结果启动了对比。
当恒星围绕母星系运转的雀拦时刻，坚持了近似圆形的运转轨道，而之所以恒星可以维持在这个特定的轨道上，则得益于重力的作用。
再从牛顿方程预测来看，恒星假设无法确保由于重力而发生的力，刚好等于恒星沿着门路静止的力，便会直接坠入星系的核心、又或是飞入太空之中。
而在河汉系核心左近，由于距离星系核心较远，以致于方程的两头无法启动很好的婚配。
只管，钻研人员并没有对每个星系都启动这样的观测，但是，即使是存在一些细节上的不同的星系，对其观察到的实质相对而言却是普遍存在的。
现有实践无法解释的现象说明了，假设不是咱们还不了解惯性是怎样上班的、重力是怎样上班的，那就是这个方程式中的等号出错了。
于是，暗物质被提进去解释许多天文观测中难以解释的现象，比如那些疑似与牛顿万有引力相违反的现象。
迷信家们在联合了规范宇宙学模型和宇宙微波背景辐射观测之后，这种占据宇宙总能量密度26%左右、约占据宇宙总品质85%、不收回任何方式电磁辐射的暗物质，就这样经过宇宙间的引力效应直接推断进去了。
暗物质的未解之谜
咱们对暗物质的了解还很有限，只管，假定的弱相互作用粒子WIMP获取了很多人的允许，但迷信家们至今依然无法确定它究竟是什么。
妇孺皆知，普通物质都是由电子和质子这样的经常出现例子类型构成，而构成了宇宙物质85%的暗物质，能否也雷同如此复杂却不得而知。
迷信家们是在普通物质的引力相互作用中发现暗物质的，这在必定水平上说明了暗物质在宇宙中存在的关键途径应当也是如此。
但是，想要在这个环节中了解到暗物质的真实实质，这却让咱们一切钻研人员都一筹莫展。
而且，倘若暗物质粒子就是自身的反粒子，那么，这就说明了两个相遇的暗物质还会相互剿灭。
由于暗物质占据了宇宙空间物质的大局部，更远远超出了普通物质的体量，所以，咱们普通都以为或许是暗物质在管理星系这种大型的组织结构。
但是，对于暗物质的谜团真实是太多太多，而咱们人类如今的探测技术又十分有限。
便捷来说，目前的暗物质还仅仅是一种实践上存在的物质，咱们只能从一些有限的观测中推测出它的存在，而无法直接探测到它、以及提醒它的实质究竟是什么。
暗物质有引力，为啥它不会塌缩成一颗天体，甚至是黑洞？
“宇宙中充溢了物质，但神奇的是，大局部物质却隐没不见了。”——Tacitus
暗物质疑问咱们以往说了很多遍，置信你也看的是够够的了。
而且我也以为你如今必需置信了暗物质的存在，由于指向暗物质的证据真实是太多了，并且这些证据相互独立，各不影响，都可以成为佐证暗物质存在的有力证据。
在咱们置信暗物质存在的同时，咱们也了解了它的一些性质，咱们目前以为暗物质是冷的弱相互作用大品质粒子，它可以为星系、星系团的结构稳固、以及大尺度结构的构成提供无足轻重的引力作用。那么当天的疑问就是：假设暗物质出现引力相互作用，为什么它没有构成黑洞或其余结构？
理想上，暗物质确实会出现、也或许只出现引力作用，但它并不会构成任何意义上的结构，例如：暗物质星球？暗物质黑洞？暗物质原子？
早期宇宙中的高能粒子和相互作用
回顾一下宇宙降生的时辰，也就是早期的宇宙，那时空间中不存在目前咱们看到的各种岩石星球、恒星、以及黑洞、甚至过后原子也不存在。
此时的宇宙只是一个炽热、浓密，不时收缩、充溢各种高能物质粒子和不同方式辐射粒子的“陆地”，总的来说就是一锅粥。
在宇宙降生后仅仅几分钟，空间迅速的收缩冷却后，原子核得以构成，此时的还包含电子、中微子、光子，以及暗物质粒子。
当然，此时一切的粒子都是热粒子，在物理学中咱们所说的“热”就代表粒子领有极高的动能，而咱们所说的“冷”就代表粒子的静止速度缓慢。
也就是说，这些粒子此时在空间中以十分高的速度飞来飞去，它们之间会相互施加引力影响，就算是光子这种无品质粒子也会遭到引力的影响。
由于光子领有能量，而能量和品质是等价的，只是不同的变现方式而已。
但是在宇宙中引力并不是惟逐一种相互作使劲。
还有一种特意关键的力叫电磁力，这种相互作用方式是物质粒子出现碰撞，并替换能量的惟一方式。
咱们日常生存中出现的机械碰撞，例如：台球、篮球、乒乓球，或许你打我一拳，我觉得好痛，这些都是电磁相互作用的结果。
那么光子和电子这两种粒子最容易出现碰撞，它们可以经过电磁力十分频繁的相互作用、相互散射。
以替换能量和动量。
原子核也是带电粒桐则子，它也可以和光子出现作用，但原子核的品质比电子要大得多，所以在每次的碰撞中取得和损失的动量更少。
中微子不会出现电磁相互作用，由于它基本不带电，而且除了引力以外，备轮槐它只会出现十分强劲的弱相互作用。
这象征着中微子与其余粒子碰撞就十分稀有。
所以咱们经常据说它可以穿透一切物质。
中微子这么凶猛，但暗物质更牛，就咱们目前所知，它只会经过引力和其余物质包含自身出现相互作用，也就是说暗物质没有所谓的碰撞，不会和任何粒子替换能量，在任何物质背地也是来去自在，只能被其余物质吸引。
这时你或许会想，后来气体云的温度很高，还没有足够冷却，而普通物质还会出现碰撞相互作用，当它们在引力的作用下尝试初次坍缩时，由于核心温度的升高，辐射压力会将物质推开，阻止物质结构的极速方式。但暗物质不会出现与任何物质碰撞，它们就会在引力的作用下，在密渡过高的区域继续增长，知道构成团块结构，发生暗物质星球、星系、黑洞？
但理想上并不会出现这样的事。
为什么暗物质没有构成任何结构
上文说，反常物质一开局塌缩会被辐射压力推开，这时由于气体云温渡过高，还要求冷却。
但宇宙就是一个继续碰撞、冷却的环节，等气体云足够冷以后，物质会在引力的作用下再次塌缩，高密度区域的密度会继续变大，这是由于反常物质在被吸引到一同的时刻，电磁力就会出现作用，使得物质粒子联合在一同，就像胶水一样把物质都“粘”在一同，使得密度越来越大，所以反常物质就可以经过引力坍缩，而后经过电磁力发生约束形态的物体，例如：行星、恒星、星系。
当然原子也一样，假设没有电磁力，原子核和电子也没有任何相关，并不会联合在一同。
那么假设没有电磁力的“粘性”，只要在引力作用会怎样样？物质粒子只会构成一个弥散的、松懈的“疏松”结构。
这就是为什么咱们经常会说，在星系周围存在“暗物质晕”，“晕”这个字你应该能了解，就是一种弥散的结构。
在宇宙的大尺度结构上还有暗物质丝，但没有其余的暗物质结构。
暗物质只管不能构成结构，但在反常物质构成结构的环节中施展了不小的作用。
在反常物质一开局无法迅速构成结构的时刻，暗物质就首先构成了疏松的暗物质晕，它们可以为反常物质提供仿友引力，以协助一些结构的极速构成，所以咱们说这些弥散、疏松的晕环是当天宇宙中一切约束结构的种子。
当然，这包含：矮星系、普通星系、星系群、星系团、超星系团和细丝结构。
但是假设没有胶水的粘性把暗物质联合在一同，暗物质就注定是当天这种疏松分散的形态。
咱们习气了电磁力的存在，习气了普通物质粘在一同的方式，但假设电磁力隐没，地球也会解体构成于暗物质一样的形态。
所以引力并不是构成一切行星、黑猩、黑洞的惟一要素，还有电磁力的功劳。
上方咱们在举个粒子，更好的了解这一点！
想一下，你手里如今拿一个由普通物质(原子)组成的小球，而后把它扔进来，接上去会出现什么？
疏忽空气的阻力，这个小球会做抛物线静止，回升到最高点而后不时降低直到与地球外表出现碰撞。
其实这个小球是在以地球的质心为焦点沿椭圆轨道静止，是由于地球外表阻碍了小球的椭圆静止。
咱们只看到这个椭圆轨道的一局部，也就是咱们所说的抛物线。
看下图：
假设咱们能把这个普通物质小球换成暗物质小球，状况会大不相反。
假设没有电磁力，就会出现一些奇异的事：
引力这个力很神奇，相比于其余力，咱们最早发现了它的存在，但对于它也是最不了解的一种力。
由于引力太弱了，电磁力比引力强了万亿倍。
咱们不了解引力为何如此的弱。
所以就有迷信家猜想说，或许还存在额外的维度，引力有一局部暴露到了其余维度。
因此暗物质并不能只在引力的作用下构成任何严密的结构，由于仅靠假设积弱的引力无余以把任何物质约束在一同，只能构成松懈的结构。
假设咱们想要构成恒星、行星就必要求有更弱小的电磁力来起作用。
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