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暗物质是宇宙的关键构成物质吗，为什么会占比这么多？
假设一个外星人设法从另一个平行宇宙造访咱们的宇宙，很或者基本不会留意到咱们的存在。
从某种意义上说，这是显而易见的：宇宙太大了，而闭码地球只不过是一个微无余道的、淡蓝色的小点而已。
但比这更糟的是：外星人或者忽视一切的恒星，以及围绕恒星运转的行星，甚至或者对飘过太空的那些渺小的尘埃云也熟视无睹。
但是，一切这些咱们相熟的物品，仅仅占宇宙物质的很小一局部。
宇宙中剩下的局部是由某些其余“物品”构成的，这种“物品”是地球人类从未看到过的。
物理学家将这种“物品”称为“暗物质”。
假设宇宙中没有暗物质的存在，那么宇宙中的星系就会飞散而去。
没有人知道暗物质终究是什么，但物理学家正在热切地跟随其形迹。
你所看到的身边的一切——从你的身材，到你站立的这颗行星， 以及天地面的点点繁星——都是由原子构成的。
一切这些原子又是由更小的粒子，如质子和中子构成的，而这些粒子中的很多还可以进一步合成。
兹威基是一个疯狂的实践家，他把自己能够观测到的一切的力都加在一同，发现还是无余以解释理想。
20世纪初，当物理学家开局了解原子的组成时，仿佛咱们行将参透宇宙中一切物质的实质。
但是在1933年，一位名叫弗里茨·兹威基的瑞士天文学家提出，宇宙的绝大局部必然是由某种齐全不同的物质组成的。
他将星系群中一切他能观测到的物质的品质加在一同，发现这些品质所能发生的引力强度，无余以将星系靠拢在一同。
“同时，兹威基观测到的星系都‘转得太快了’，以致于在如此快的转速下，它们早就应该把自己给甩进来，散布在宇宙的各个角落了。”英国杜伦大学的理查德·梅西说，“宇宙中的每一个星系都像是一个旋转过快的旋转木马，下面的乘客都将被甩进来！”
兹威基看法到，宇宙中必然还有其余物质，一些他无法间接观测到，但领有足够弱小的引力，从而将星系拢在一同的物质。
他将这种未知的物质外形称为“暗物质”。
在过后，他被以为是一个怪人，而他的实践也没有失掉仔细看待。
直到20世纪70年代，天文学家薇拉·鲁宾发现咱们左近星系的旋转形式有些不对劲。
这些星系中肯定有某种物品在起作用，从而阻止了恒星飞离星系。
在咱们的太阳系中，有一个便捷的规律：一颗行星距离太阳越远，太阳引力对它的作用就越弱。
因此，这颗行星轿数哪将运转得更慢，其公转一周会破费更长的期间。
雷同的规律应当也实用于围绕星系中心运转的恒星：随着引力作用的削弱，离星系中心最远的恒星的运转速度也应该是最慢的。
但是，鲁宾发现，距离星系中心最远的恒星与星系中心左近的恒星运转得一样快。
鲁宾以为，这些星系中肯定有某种物品在起作用，从而阻止了这些恒星飞离星系。
归根结底，也就是说，兹威基当年的路子是对的。
以咱们毕耐目前对宇宙的了解，天文学家以为，暗物质在宇宙构成的环节中起到了基础性的作用。
简直从140亿年前宇宙大爆炸后的那一刻起，宇宙就开局了极速的收缩，星系团开局构成。
但是，宇宙的收缩并没有快到一切星系都飞到宇宙边边角角的境地。
这是由于，虽然暗物质看不见摸不着，但它将宇宙中一切的一切都拢在一同。
从某种意义上说，暗物质就像风一样，咱们无法间接看到它，但是知道它就在那里。
更关键的是，宇宙中暗物质的量很大：大概占整个宇宙物质的25%。
有时刻，人们说宇宙中一切物质的大概80%是暗物质。
那是由于，宇宙只要区30%是由物质构成的，剩下的是能量。
20世纪80年代，暗物质存在的第一个确凿证据出现了。
暗物质是骨架，个别物质就挂在暗物质骨架上。
1981年，在哈佛大学，一个由马克·戴维斯指导的团队启动了最早的星系考查。
他们看法到，星系并不是以一种一致的形式陈列的，“并不是像蛋糕外表的糖衣一样平均散布”。
理想上，星系汇集成了大的星系团，每个星系团都蕴含几十万个星系。
这些星系团构成了被称为“宇宙网络”的盘根错节的形式。
这一网络就是由暗物质捆绑在一同的。
“换句话说，暗物质是骨架，而个别物质就挂在暗物质骨架上。
”英国剑桥大学的卡罗琳·克劳福德说，“咱们知道，在宇宙的早期暗物质就曾经存在了。
将那些资料汇集在一同是至关关键的，只要这样，宇宙能力继续开展，成为咱们当天看到的结构。
”
英国杜伦大学的卡洛斯·弗朗克说：“这些星系团的发现惹起了惊动。
”戴维斯——他过后的老板——给他安顿了一个具备应战性的义务：找出星系以这种形式陈列的要素。
领有这种热暗物质的宇宙，与实在的宇宙齐全不是一回事。
当弗朗克着手启动这项钻研时，他发现，曾经有人宣称处置了这一疑问。
1980年，一个由V.A.留比莫夫指导的俄罗斯钻研团队曾经提出了无关暗物质的一种或者的解释，以为暗物质是由中微子组成的。
这是有肯定情理的。
中微子是光明的幽灵般的粒子，与其余物质简直不出现相互作用。
钻研人员提出，一切中微子加起来的品质，或者就是宇宙中失踪的品质。
但是这里有一个疑问。
中微子是热暗物质，这就象征着它们很轻，因此能够极速移动。
当弗朗克试图模拟一个充溢了热暗物质的宇宙时，发现基本行不通。
“令咱们绝望的是，咱们发现，领有这种热暗物质的宇宙与实在的宇宙齐全不是一回事。
”弗朗克说，“领有热暗物质的宇宙相当完美，但不是咱们生存的这个宇宙。
在那个宇宙中，应该存在庞大的超级星系团，而在咱们的宇宙中这种状况是不存在的。
”
暗物质必需是“冷的”，而且静止得很慢。
下一步就是要找出这种冷暗物质在哪里了。
虽然咱们无法间接看到它，但暗物质干的一件事会使自己显露马脚。
它会使穿过它的光线出现笔挺。
这和光线穿过泳池或是结了霜的浴室窗户时出现的事情有些相似。
这种效应被称作引力透镜效应，可被用于计算出暗物质在哪里。
应用这项技术，迷信家正在创立宇宙暗物质地图。
当然，目前的这类地图还太粗略，无法展现任何细节。
在位于加州理工学院的美国航空航天局喷气推动试验室里，加里·普雷奥说：“这就好比说，你曾经对地球上的大陆有了一个基本的了解，而如今真正感兴味的，是这些大陆上山脉和湖泊的外形。
”
虽然如此，关于暗物质在什么中央，咱们至少有了一个大抵的了解。
但是，咱们依然不知道暗物质究竟是什么物品。
对此，人们曾经提出了几个观念，其中最盛行的观念以为，暗物质是由一种新粒子构成的，这种粒子可以经过实践加以预测，但从未被观测到过。
他们将其称为“弱相互作用大品质粒子”（英文缩写WIMP）。
WIMP只不过是一个标签罢了，它或者蕴含很多不同种类的粒子。
“对咱们所处的这个环球来说，WIMP在各个方面的作用都是很强劲的。
”英国诺丁汉大学的安妮·格林说，“首先，它们彼此之间不会出现相互作用，更不用说与个别物质出现相互作用了。
当你击打一堵墙时，你的手会与墙出现碰撞。
但当一个WIMP与墙壁出现碰撞，或与另外一个WIMP出现碰撞时，通常来说，它会径直穿过对方。
虽然它们的个头并不肯定很大，但WIMP领有很大的品质，很或者是质子品质的数百至数千倍。
”
疑问就在于，咱们不知道它终究有多重。
“WIMP只不过是一个标签罢了，它或者蕴含很多不同种类的粒子。
”梅西说，“更糟的是，它们来无影去无踪，所以对它们启动探测是极端艰巨的。
”
此时此刻，你或者顿感绝望，曾经开局扔下武器，预备缴械投诚了。
“起先，他们认定宇宙中四处存在着这种看不见摸不着的物质，而如今，他们又认定这种物质是由某种无法探测到的新资料构成的！这简直是太荒诞啦！”好吧，你并不是第一个这样说的人。
任何一个想要发明出全新引力实践的人，都必需比爱因斯坦更胜一筹。
早在1983年，一些物理学家就曾经提出，所谓的暗物质基本就不存在。
雷同，他们以为万有引力定律必需是错的，这才是星系行为如此怪异的要素。
这一观念被称为“批改牛顿能源学”，英文缩写为MOND。
“咱们正在解读宇宙中的‘旋转木马’（这里的‘旋转木马’指的是星系）。
”梅西说，“在假设咱们知道万有引力如何作用的前提下，细心观察这些‘旋转木马’的静止规律，兴许咱们误会了万有引力定律，从而对证据启动了失误的解读。
”
疑问是，关于暗物质，MOND的允许者至今没能提出一个实际可行的代替打算，他们的观念解释不了已知的观测数据。
“任何一个想要发明出全新引力实践的人，都必需比爱因斯坦更胜一筹。
他必需能够解释爱因斯坦曾经解释的一切现象，还要对暗物质做出解释。
”
早在2006年，美国航空航天局颁布了一张声势恢宏的图像。
对很多钻研人员来讲，这张图像的颁布彻底宣告了MOND的失败。
这是一张显示两个渺小的星系团碰撞场景的图像。
由于大少数物质清楚地集中在中心区域，因此咱们可以推测，那里是万有引力最集中的区域。
有三种方法可以发现暗物质
但是在其边缘区域，光线在引力的作用下雷同出现了笔挺。
这就象征着，那里存在另外一种外形的物质。
假设这是正确的，那么咱们就回到了疑问开局的中央。
咱们面临的应战是，在基本不知道要找的是什么的状况下找到暗物质。
这听起来仿佛比海底捞针还要蹩脚，但理想上，有三种方法可以发现暗物质。
第一种方法是观测暗物质在宇宙中的优惠。
应用已有的宇宙暗物质地图监测其行为，天文学家或者能够探测到偶然出现的暗物质碰撞。
暗物质通常会间接穿过反常物质，双方不出现任何相互作用。
但由于它们的数量渺小，在十分偶然的状况下，暗物质会“踢”到原子，使原子像一个台球那样出现后坐。
这一碰撞应当会发生伽马射线——一种能量极高的射线。
“在这种极端稀有的状况下，暗物质也能够发光。
”弗朗克说。
格林说，他们目前曾经展开了一些探测试验，正努力寻觅此类原子核后坐事情。
这种爆发的形式与实践模型相吻合，但依然令迷信家感到困惑的是，它们能否真的源于暗物质，由于脉冲星或恒星死亡时也会发生雷同的伽马射线。
暗物质之间偶然也会出现碰撞，并且也有一种方法可以对此启动观测。
梅西的团最近正在监测一些出现激烈碰撞的星系。
他们估量，这些星系内的一切暗物质都会径直穿过对方。
但出人预料的是，其中一些暗物质仿佛加快了脚步，落在了它们所在星系的前面。
这一现象标明，这些暗物质之间出现了相互作用。
“假设状况确实如此，那么这将是咱们取得的首个证据，证实暗物质与它身外的环球有那么一丝丝的相互作用。
”梅西说。
不过，以上这两种方法都有一个严重毛病：你无法能抓住一个星系大小的暗物质云，而后把它放在显微镜下细心观察。
它们太过庞大了，而且距离咱们太悠远了。
因此，探测暗物质的第二条路，兴许是制作出暗物质。
即使大型强子对撞机确实制作出一些暗物质，但在实践操作中，探测器却不肯定能够检测到。
物理学家宿愿，应用强子对撞机，比如位于瑞士日内瓦的大型强子对撞机，能够做到这一点。
大型强子对撞机可使质子以凑近光速的速度相互碰撞。
此类碰撞发生的能量将弱小到足以击碎质子，使其决裂成质子组件。
因此，应用大型强子对撞机，就可以对这些亚原子碎片启动钻研。
英国伦敦大学国王学院的马尔科姆·费尔贝恩说，在这类弱小的碰撞中，一些新的粒子，比如WIMP，就很有或者被发现。
他说：“假设暗物质确实是由WIMP组成的，并且咱们在大型强子对撞机中发现了这种粒子，那么咱们将很或者知道宇宙中的暗物质终究是由什么组成的。”
但是， 假设暗物质并不像实践中预言的WIMP那样，那么大型强子对撞机将无法检测到它。
在此，还存在另外一个难题：即使大型强子对撞机确实制作出一些暗物质，但在实践操作中，探测器却不肯定能够检测到。
“实践状况或者是这样的：系统发现有组粒子朝一个方向移动，而在另一个方向什么也没有。
”费尔贝恩说，“出现这种状况只要一种或者，那就是，朝另一个方向移动的是一种探测器无法检测到的物品，很或者就是暗物质粒子。
”
假设这种方法也失败了，物理学家还有第三个选用：深化公开。
在一些新鲜的废除矿井以及群山深处，迷信家正期待着，有朝一日WIMP能够与个别物质出现碰撞，就像费米空间望远镜在太空深处观察到的那类碰撞一样。
每一秒都有数十亿暗物质粒子穿过咱们的身材。
“它们在你的办公室里，在你的房间里，在任何中央。
”弗朗克说，“每一秒都有数十亿个暗物质粒子穿过你的身材，你却浑然不觉。
”
从实践上讲，咱们应当可以监测到这些撞击中收回的伽马射线闪光。
但疑问是，还有很多其余物品穿过了你的身材，包括宇宙射线，这会将暗物质粒子发生的信号淹没。
因此，人们想到了公开试验，用厚厚的岩层来阻挠绝大局部宇宙射线，由于暗物质粒子可以穿过岩层。
但到目前为止，咱们仍未找到令人信服的信号。
意大利格兰萨索国度试验室的XENON100探测器，迄今仍是满载而归。
此前还出现过数次误报事情。
数年前曾有钻研团队宣称，他们启动的暗物质试验曾经检测到了暗物质，但大少数物理学家以为他们发现的并非WIMP。
这是一个羞耻柱，时辰提示咱们，距离真歪了解咱们的宇宙还有多远的路要走。
“最终，咱们必需经过不止一种路径观测到暗物质。
只要这样，咱们能力确认在试验室中观察到的粒子与星系中的暗物质是一回事。
”费尔贝恩说。
就目前而言，咱们对宇宙的大局部仍是无所不知，并且咱们也不清楚这样的状况终究还要继续多久。
一些宇宙学家，其中也包括弗朗克，对咱们能够在今后10年内找到答案满怀信念。
而另外一些宇宙学家，比如格林，对此则显得信念无余。
她以为，假设大型强子对撞机近期还不能有所发现的话，或者就象征着咱们找错了方向。
如今，距离兹威基初次提出暗物质的存在曾经80多年了，咱们仍未取得暗物质的样品，甚至无法明白它们终究是什么物品。
这是一个羞耻柱，时辰提示咱们，距离真歪了解咱们的宇宙还有多远的路要走。
咱们兴许知道各种各样的事情，从宇宙的肇始，到地球上生命的演变。
但关于咱们宇宙的秘密，依然有待人们去揭晓。
暗物质有什么用
暗物质的作用和关键性
暗物质在宇宙中施展着至关关键的作用。
它在宇宙结脊拿构构成、引力效应以及物质散布等方面表演着关键角色。
以下是关于暗物质作用的具体樱耐搭解释：
1. 宇宙结构构成
暗物质的存在关于宇宙结构构成起着关键作用。
由于其具备引力作用，暗物质能够吸引个别物质，促使物质汇集构成星系和星团。
没有暗物质，咱们无法观测到的宇宙结构或者齐全不同，星系和星团或者无法构成。
2. 引力效应
暗物质对宇宙的引力效应十分清楚。
在宇宙中，暗亩清物质的散布宽泛，其所发生的引力关于宇宙的全体能源学起着选择性作用。
经过影响星系间的相互作用，暗物质有助于解释一些观测到的宇宙静止现象，如星系的旋转速度和宇宙收缩的减速等。
3. 物质散布与探测
暗物质关于了解宇宙中物质的散布也至关关键。
由于其共同的性质，暗物质或者对宇宙的演变发生深远影响。
虽然间接探测暗物质面临应战，但经过观测其引力效应，迷信家能够推断暗物质在宇宙中的散布，从而更深化地了解宇宙的演变环节。
总的来说，暗物质是宇宙中无法或缺的一局部。
虽然咱们对它的了解依然有限，但经过始终的钻研和观测，咱们有望提醒暗物质的奥秘面纱，并进一步了解宇宙的来源和演变。
暗物质的钻研关于深化咱们对宇宙的看法具备关键意义。
宇宙中所说“暗物质”是什么？暗物质的作用是什么？
宇宙中所说“暗物质”是什么？暗物质的作用是什么？
1.迷信家指出，暗物质是一种新物质，在宇宙年龄尺度上是稳固的，没有电荷，介入引力相互作用，但简直不介入电磁和强相互作用，尚未被看法。
由于暗物质简直不介入电磁和强相互作用，所以间接找到它是极端艰巨的。
但迷信家们疑心暗物质或者与个别物质有一些强劲的相互作用，暗物质可源首胡能会碰撞湮灭，个别物质之间的高能碰撞或者会敲出暗物质等等。
于是迷信家们经过高能宇宙射线、公开深井试验、高能粒子碰撞试验寻觅暗物质。
2.在宇宙学中，暗物质是指不能经过电磁波的观测来钻研的物质，即不与电磁力相互作用。
目先人们只能经过引力的作用来看法，曾经发现宇宙中有少量的暗物质。
现代天文学经过引力透镜、宇宙大尺度结构的构成、微波背景辐射等方法和实践来探测暗物质。
举措暗物质的存在可以处置大爆炸实践中的不分歧，对结构的构成也至关关键。
暗物质很或者是由粒子物理规范模型之外的一个(或几个)新粒子组成的。
对暗物质(和暗能量)的钻研是现代宇宙学和粒子物理学的关键课题。
3.暗物质也起到了很关键的作用。
它们为星系的构成提供了“种子”。
在宇宙初期，暗物质会先构成丛状结构(这与暗物质的弱相互作用无关)。
这些暗物质团块的引力拉动个别物质坍缩构成星系和恒星。
比如下雨的时刻有点像凝固核。
没有暗物质，星系构成的环节就会大大提前，很或者就没有河汉系，没有太阳系，也没有咱们自己。
从宇宙平均值来看，暗物质大概是个别物质品质的5倍雹拦。
环球上的人们也发现了一些简直是纯暗物质的星系，其中暗物质的品质是个别物质的近千倍。
所以在大尺度上，暗物质的引力效应十分清楚，甚至主导天体的静止。
比如咱们观测到的星系自转曲线，中心芹启基本都是以暗物质为主。
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