暗物质的作用是什么
相信对于天文学比较好奇的朋友们都知道暗物质,暗物质是什么呢?简单来说就是宇宙中人们看不见的一种物质,也有人说是科学家们设想出来为了“填坑”的,因为暗物质捕鱼电磁产生作用,那么暗物质的作用是什么呢?下面小编就来为你揭秘。
暗物质是什么
要想了解暗物质的作用的话,首先还是要来了解一下暗物质是什么,要了解暗物质,需要先从宇宙说起。宇宙是由什么组成的?你可能会想到星球、尘埃以及广阔无垠的空间。但是这些只是人类对于宇宙组成所理解的一小部分,我们可以从三个部分来概括宇宙的组成部分:正常物质,暗物质,还有暗能量。正常物质只占宇宙所有能量的4%,暗物质占26%,而余下的70%左右的宇宙能量则都是暗能量。
虽然暗物质在整体宇宙能量中所占的比重巨大,但现在却还不知道它由什么组成,未知大于已知。正常的物质,包括了中子、质子、电子、中微子以及其他粒子。而暗物质,只知道它是一种新的、不发光、不在人们现在所理解范畴内的物质。比起宇宙全景图还要更为神秘,暗物质的作用又是什么呢?
暗物质的作用
暗物质的作用是什么呢?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。
简单来说,暗物质就是科学家设想的用来填坑的,填的是许多无法解释的天文现象。1933年瑞士物理学家弗里茨-兹威基(Fritz Zwichy)分别用两种方法来计算后发座星系团(距离太阳系大约3.2亿光年)的质量,一是“根据各星系运动速度来计算其质量”,二是“根据各星系内的恒星亮度来计算其质量”。但前者所得质量是后者的400倍。为解释这一矛盾,他提出星系中存在“无法看到的质量”。而这个质量就是暗物质的质量。
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暗物质是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质,比电子和光子还要小的物质,不带电荷,不与电子发生干扰,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。
暗物质是影响当今量子粒子物理和天体物理的两片乌云,暗物质的密度非常小,但是数量庞大,因此它的总质量很大,它们代表了宇宙中96%的物质含量,其中人类可见的只占宇宙总物质量的4%。暗物质中的暗物质粒子的存在有可能是量子粒子物理的弱相互作用力的大质量重粒子的极化粒子类似于磁单极粒子的跃迁线性粒子。
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暗物质是什么东西 什么是暗物质
2010年12月12日,中国首个极深地下“暗物质”实验室投入使用。说起暗物质,你可知道什么是暗物质呢?
天体物理学研究发现,在浩瀚的宇宙空间里,我们能够观测到的发光星体 包括发射X射线、射线的星体的质量仅仅只是宇宙空间里物质总质量的一小部分。还有很大一部分质量则来自至今我们还没有弄清楚的东西。这种视而不见又确实存在的东西,我们称它为“暗物质”。
科学家对暗物质的认识可以追溯到20世纪30年代初。1933年,瑞士天文学家兹威基在估算后发座星系团的总质量时,使用了两种不同的方法:光度法和动力学法。结果用动力学方法算得的质量要比用光度法算得的质量大400倍!如此巨大的误差只能有一个解释:发光星体的质量只是星系团质量的一小部分,还有很大一部分质量不知哪里去了。于是他把这叫作“短缺质量”。
当时这一发现并未引起重视,直到1978年,一些射电天文学家在系统测量旋涡星系的转动曲线时,发现离星系中心不同距离处的物体具有相同的线速度。这个观察结果与人们熟悉的太阳系的情况完全相悖。在太阳系里离中心越远的行星,线速度越小。这是著名的开普勒定律告诉我们的。而同样受万有引力作用产生的星系周围物体的运动也应该遵循开普勒定律!为此,有科学家提出,只有假设在星系的周围还存在着暗物质,那么观察到的星系运动才能与开普勒定律的计算结果相吻合。由此,在星系的发光物体以外,必定还有大量看不见的暗物质的观念逐步为人们所接受。在这种观点指导下,科学家又发现了存在暗物质的许多证据。例如1983年发现距银河中心20万光年的R15星,视向速度达465米/秒。要产生如此大的速度,银河系的总质量至少要比发光区的质量大10倍才行。
另外,科学家在对宇宙起源的理论研究中,也确实感到应该有暗物质的存在,才能使他们的理论自圆其说。
那么,暗物质究竟是什么呢?对此,科学家有过许多猜想:有人说暗物质是弥散在宇宙空间里的气体,也有人说它是宇宙里的尘埃,还有人猜它是已经变暗的“死星”,甚至可能是黑洞。这些猜想虽然都事出有因,但缺乏有力的证据,未能得到学术界的认同。
在暗物质的众多候选者之中,中微子却最受到人们的青睐。因为它是宇宙之中已知确实存在,而且数量极多的一类粒子。特别是1980年,苏联理论与实验物理研究所宣布了中微子的静止质量可能不等于零后,给人们对中微子与暗物质之间的关系带来了丰富的想像空间。由于中微子数量极多,即使它的静止质量很微小,其总质量仍然相当可观。此外,大多数中微子不发光,只有很弱的电磁作用,等等,这些性质使它都很像是暗物质。
当然,粒子物理学家还预言了一批新粒子来作为暗物质的候选者,如引力微子、光微子、胶微子、Z微子等,可惜这些假设的新粒子至今一个也没有找到。看来要揭示暗物质的庐山真面目,还是一个任重而道远的课题。
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