暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的
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2023-07-12 19:24:45

暗物质是什么

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图1

1、暗物质(Darkmatter)是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质,它可能是宇宙物质的主要组成部分,但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。大量天文学观测中发现的疑似违反牛顿万有引力的现象可以在假设暗物质存在的前提下得到很好的解释。现代天文学通过天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果表明暗物质可能大量存在于星系、星团及宇宙中,其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型(ΛCDM模型)可确定宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。

2、一种被广泛接受的理论认为,组成暗物质的是“弱相互作用有质量粒子”(weaklyinteractingmassiveparticle,WIMP),其质量和相互作用强度在电弱标度附近,在宇宙膨胀过程中通过热退耦合过程获得观测到的剩余丰度。此外,也有假说认为暗物质是由其他类型的粒子组成的,例如轴子(axion),惰性中微子(sterileneutrino)等。

宇宙中的暗物质是什么组成的

宇宙中所说“暗物质”是什么?暗物质的作用是什么?

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图2

1.科学家指出,暗物质是一种新物质,在宇宙年龄尺度上是稳定的,没有电荷,参与引力相互作用,但几乎不参与电磁和强相互作用,尚未被认识。由于暗物质几乎不参与电磁和强相互作用,所以直接找到它是极其困难的。但科学家们怀疑暗物质可能与普通物质有一些微弱的相互作用,暗物质可能会碰撞湮灭,普通物质之间的高能碰撞可能会敲出暗物质等等。于是科学家们通过高能宇宙射线、地下深井实验、高能粒子碰撞实验寻找暗物质。

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图3

2.在宇宙学中,暗物质是指不能通过电磁波的观测来研究的物质,即不与电磁力相互作用。目前人们只能通过引力的作用来认识,已经发现宇宙中有大量的暗物质。现代天文学通过引力透镜、宇宙大尺度结构的形成、微波背景辐射等方法和理论来探测暗物质。动作暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不一致,对结构的形成也至关重要。暗物质很可能是由粒子物理标准模型之外的一个(或几个)新粒子组成的。对暗物质(和暗能量)的研究是现代宇宙学和粒子物理学的重要课题。

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图4

3.暗物质也起到了很重要的作用。它们为星系的形成提供了“种子”。在宇宙初期,暗物质会先形成丛状结构(这与暗物质的弱相互作用有关)。这些暗物质团块的引力拉动普通物质坍缩形成星系和恒星。比如下雨的时候有点像凝结核。没有暗物质,星系形成的过程就会大大延迟,很可能就没有银河系,没有太阳系,也没有我们自己。从宇宙平均值来看,暗物质大约是普通物质质量的5倍。世界上的人们也发现了一些几乎是纯暗物质的星系,其中暗物质的质量是普通物质的近千倍。所以在大尺度上,暗物质的引力效应非常明显,甚至主导天体的运动。比如我们观测到的星系自转曲线,外围基本都是以暗物质为主。

暗物质是什么东西

在宇宙学中,暗物质是指无法通过电磁波的观测进行研究,也就是不与电磁力产生作用的物质。人们目前只能透过重力产生的效应得知,而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。

整个宇宙的构成中,常规物质(即重子物质)占4.9%,而暗物质则占26.8%,还有68.3%是暗能量(质能等价)。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。

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图5

暗物质基本属性

1、暗物质参与引力相互作用,因此是有质量的,但单个暗物质粒子的质量尚不能确定。

2、暗物质是高度稳定的,由于在宇宙结构形成不同阶段都存在暗物质的证据,因此暗物质应该在宇宙年龄(百亿年)时间尺度上是稳定的。

3、暗物质基本不参与电磁作用,与光子相互作用非常弱,基本不发光;暗物质也基本不参与强相互作用。

4、计算机模拟结果显示,暗物质的运动速度远低于光速,即“冷暗物质”。

暗物质对人类有什么用途

暗物质是一种推动宇宙加速膨胀的神秘力量,它只能通过引力与宇宙其余部分相互作用;暗物质虽然看不见摸不着,但却对宇宙中所有的形成都起到了关键的作用,决定着整个星系的稳定状态,而人类是生存在这个星系之中的一部分。

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图6

nbsp; 宇宙是我们人类不断探索的地方,宇宙的形成在大家心里也一直是谜一样的存在,而天文学家弗丽兹·扎维奇在一次探索中发现,宇宙有95%都是由暗物质组成的,那么这些暗物质对我们人类有什么作用呢?让我们一起来探索一下吧。

详细内容

01

上世纪30年代的瑞士天文学家弗丽兹·扎维奇,他在研究恒星与银河系的运动速度的时候注意到了一个问题,这些物体的可见质量跟它所受到的巨大引力完全不相符,也就是有一部分质量下落不明了,于是他就推出一定存在一种看不见的物质,他把这种物质命名为暗物质。

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图7

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暗物质不会和光发生反应,也不会和电磁相互作用,因此我们不仅看不见,甚至也感觉不到它;暗物质是黑暗的,它不发光,也不能直接看到,所以它不可能是星星或行星。

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图8

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暗物质也不是普通物质云,正常物质的粒子称为重子,如果暗物质由重子组成,则它可以通过反射光来检测;暗物质也不是反物质,反物质在接触时湮灭会产生伽马射线,天文学家并没有发现。

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图9

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而神奇的就是,宇宙当中有95%的物质都是暗物质和暗能量,它们虽然很特别,但也还是会受到万有引力的影响,所以当一个物体的质量与巨大引力不相符时,就可以推断出它是否存在暗物质。

暗物质是什么,宇宙中的暗物质是什么组成的图10

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