宇宙裡的暗物質是什麼,什麼是宇宙暗物質?

2022-02-17 12:40:31 字數 5674 閱讀 9952

1樓:宇宙大**

暗物質是天文學家卡普坦在2023年時提出的,宇宙中可能存在著一種看不見的物質。暗物質不和電磁波發生作用,也不反射光,所以不管用多厲害的望遠鏡通通觀察不到。但是暗物質到底真的存在與否還有不少爭議,需要我們繼續去探索。

2樓:匿名使用者

暗物質,可以把它當做是水分子,星體,就是塵埃,宇宙就是正在蒸發的溶合物,宇宙在不斷膨脹,溶合物在不斷蒸發,這時候,暗物質充當的是一個載體,它在幫助宇宙不斷擴大,我是這麼認為。

什麼是宇宙暗物質?

3樓:小小秋千

人類對於科技還有科學的進步是非常快的,從古代還不知道天方地圓到現在已經成功踏出了地球之外來到了宇宙之中,我們還記得那句經典的「這是你的一小步,卻是人類進步的一大步」,同時我們就會想宇宙和暗物質的關係是什麼?其實暗物質就是屬於宇宙裡面的一部分,只不過被隱藏了起來,我們來分析下。

4樓:

所謂暗物質是指宇宙中存在的一種不明性質的物質粒子,它的電磁放射和折射非常微弱,所以不能被直接探測到。但是,我們肉眼能見的物質如星系、恆星甚至各種生物,所佔質量只是宇宙中很小一部分,暗物質的質量是可見的普通物質質量的5倍以上。

這是科學家首次為暗物質繪出大型三維圖。三維圖顯示,正如科學家原先所料,暗物質在可見物質聚集的基礎上形成了一種絲狀的「骨骼」,最終產生了天體。但這張圖和科學家原先所想的情況也有一些差異:

在圖中的一些區域,堆積著的暗物質並沒有可見物質相伴隨。科學家分析說,這些差異可能是因「哈勃」太空望遠鏡

5樓:max創意科技

宇宙中的暗物質是什麼,聽起來很可怕

宇宙暗物質在宇宙中的作用是什麼?

6樓:廣西師範大學出版社

暗物質的提出

暗物質被認為是宇宙研究中最具挑戰性的課題,它代表了宇宙中90%以上的物質含量,而我們可以看到的物質不到宇宙質量的10%。2023年諾貝爾獎的獲得者李政道更是認為其佔了宇宙質量的99%。暗物質無法直接觀測得到,但它卻能干擾星體發出的光波或引力,其存在能被明顯地感受到。

科學家曾對暗物質的特性提出了多種假設,但直至目前還沒有得到充分的證明。

幾十年前,暗物質剛被提出來時僅僅是理論的產物,但是現在我們知道暗物質已經成為了宇宙的重要組成部分。暗物質的總質量是普通物質的6.3倍,在宇宙能量密度中佔了1/4,同時更重要的是暗物質主導了宇宙結構的形成。

暗物質的本質現在還是個謎,但是如果假設它是一種相互作用亞原子粒子的話,那麼由此形成的宇宙大尺度結構與觀測相一致。不過,最近對星系以及亞星系結構的分析顯示,這一假設和觀測結果之間存在著差異,這同時為多種可能的暗物質理論提供了理論依據。通過對小尺度結構密度、分佈、演化,以及其環境的研究可以區分這些潛在的暗物質模型,為暗物質本性的研究帶來新的曙光。

大約65年前,人類第一次發現了暗物質存在的證據。當時,弗里茲·扎維奇發現,大型星系團中的星系具有極高的運動速度,除非星系團的質量是根據其中恆星數量計算所得到的值的100倍以上,否則星系團根本無法束縛住這些星系。

之後幾十年的觀測分析證實了這一點。儘管對暗物質的性質仍然一無所知,但是到了20世紀80年代,佔宇宙能量密度大約20%的暗物質已被廣為接受了。在引入宇宙膨脹理論之後,許多宇宙學家相信我們的宇宙是平直的,而且宇宙總能量密度必定是等於臨界值的。

與此同時,宇宙學家們也傾向於一個簡單的宇宙,其中能量密度都以物質的形式出現,包括4%的普通物質和96%的暗物質。但事實上,觀測從來就沒有與此相符合過。雖然在總物質密度的估計上存在著比較大的誤差,但是這一誤差還沒有大到使物質的總量達到臨界值,而且這一觀測和理論模型之間的不一致也隨著時間的變化變得越來越尖銳。

暗能量的作用

當意識到沒有足夠的物質能來解釋宇宙的結構及其特性時,暗能量就出現了。

暗能量和暗物質的唯一共同點是它們既不發光也不吸收光。從微觀上講,它們的組成是完全不同的。

更重要的是,像普通的物質一樣,暗物質是引力自吸引的,而且與普通物質成團並形成星系。而暗能量是引力自相斥的,並且在宇宙中幾乎均勻地分佈。

所以,在統計星系的能量時會遺漏暗能量。因此,暗能量可以解釋觀測到的物質密度和由暴漲理論預言的臨界密度之間70%~80%的差異。

之後,兩個獨立的天文學家小組通過對超新星的觀測發現,宇宙正在加速膨脹。由此,暗能量佔主導的宇宙模型成為了一個和諧的宇宙模型。最近,威爾金森宇宙微波背景輻射各向異性探測器的觀測也獨立地證實了暗能量的存在,並且使它成為了標準模型的一部分。

暗能量同時也改變了我們對暗物質在宇宙中所起作用的認識。按照愛因斯坦的廣義相對論,在一個僅含有物質的宇宙中,物質密度決定了宇宙的幾何特性,以及宇宙的過去和未來。加上暗能量的話,情況就完全不同了。

首先,總能量密度決定著宇宙的幾何特性。其次,宇宙已經從物質佔主導的時期過渡到了暗能量佔主導的時期。大約在「大**」之後的幾十億年中暗物質佔據了總能量密度的主導地位,但是這已成為了過去。

現在我們宇宙的未來將由暗能量的特性所決定,它目前正使宇宙加速膨脹,而且除非暗能量會隨時間衰減或者改變狀態,否則這種加速膨脹態勢將持續下去。

不過,我們忽略了極為重要的一點,那就是正是暗物質促成了宇宙結構的形成,如果沒有暗物質就不會形成星系、恆星和行星,也就更談不上今天的人類了。宇宙儘管在極大的尺度上表現出均勻和各向同性,但是在小一些的尺度上則存在著恆星、星系、星系團、巨洞以及星系長城。而在大尺度上能夠促使物質運動的力就只有引力了。

但是均勻分佈的物質不會產生引力,因此今天所有的宇宙結構必然源自於宇宙極早期物質分佈的微小漲落,而這些漲落會在宇宙微波背景輻射(cmb)中留下痕跡。然而普通物質不可能通過其自身的漲落形成實質上的結構而又不在宇宙微波背景輻射中留下痕跡,因為那時普通物質還沒有從輻射中脫耦出來。

不與輻射耦合的暗物質,其微小的漲落在普通物質脫耦之前就放大了許多倍。在普通物質脫耦之後,已經成團的暗物質就開始吸引普通物質,進而形成了我們現在觀測到的結構。因此這需要一個初始的漲落,但是它的振幅非常非常的小。

這裡需要的物質就是冷暗物質,由於它是無熱運動的非相對論性粒子而得名。

在開始闡述這一模型的有效性之前,必須先交代一下其中最後一件重要的事情。對於先前提到的小擾動(漲落),為了預言其在不同波長上的引力效應,小擾動譜必須具有特殊的形態。為此,最初的密度漲落應該是標度無關的。

也就是說,如果我們把能量分佈分解成一系列不同波長的正弦波之和,那麼所有正弦波的振幅都應該是相同的。暴漲理論的成功之處就在於它提供了很好的動力學出發機制來形成這樣一個標度無關的小擾動譜(其譜指數n=1)。wmap的觀測結果證實了這一預言,其觀測到的結果為n=0.

99±0.04。

但是如果我們不瞭解暗物質的性質,就不能說我們已經瞭解了宇宙。現在已經知道了兩種暗物質——中微子和黑洞。但是它們對暗物質總量的貢獻是非常微小的,暗物質中的絕大部分現在還不清楚。

這裡我們將討論暗物質可能的候選者,由其導致的結構形成,以及我們如何綜合粒子探測器和天文觀測來揭示暗物質的性質。

最早提出證據並推斷暗物質存在的科學家是美國加州工學院的瑞士天文學家弗裡茨·茲威基。

2023年,美國天文學家利用錢德拉x射線望遠鏡對星系團1e0657-56進行觀測,無意間觀測到星系碰撞的過程,星系團碰撞威力之猛使得黑暗物質與正常物質分開,因此發現了暗物質存在的直接證據。

宇宙暗物質

7樓:小小的打工仔

暗物質是指人們無法觀測到的物質。科學家通過計算後發現星系的質量比實際觀測到的要大一半以上。比如黑洞就屬於暗物質。

宇宙暗物質是什麼?

8樓:中地數媒

宇宙中有什麼物質,在21世紀之前,這是一個令人費解的問題。10年前,人們只知道宇宙中有太陽、月亮、星星、像銀河系一樣的星系以及由許多星系組成的星系團。實際上,這些看得見的天體在遼闊的宇宙中只佔極小一部分,宇宙中大部分物質是看不見的。

這些看不見的物質是什麼?20世紀90年代中期才有人提出,這是一種叫做「冷的暗物質」的奇異物質,這種看不見的物質構成了90%(注意這個數字不正確!)的宇宙。

恆星、行星、人類以及原子、分子等正常物質只佔剩餘的小部分。孤立地看,這種觀點似乎很對,但考慮一下恆星和星系為什麼旋轉得這麼快,問題就來了。例如銀河系每2億年就要旋轉一次。

這樣巨大的旋轉速度雖不會使人感到頭暈目眩,但它有足夠的力量把整個銀河系撕裂開來。銀河系是靠物質引力維繫在一起的,仔細分析,維繫銀河系的物質引力太弱,不能「勒住」高速旋轉的銀河系這匹「野馬」,除非有很多看不見的暗物質在暗地裡施加一個額外的力把銀河系成員「勒」在一起。另外,星系團裡的星系也在快速旋轉,那又是什麼力量使整個星系團內的星系維繫在一起呢?

也是許多看不見的暗物質嗎?現在看來正是!

9樓:宇宙大**

暗物質是天文學家卡普坦在2023年時提出的,宇宙中可能存在著一種看不見的物質。暗物質不和電磁波發生作用,也不反射光,所以不管用多厲害的望遠鏡通通觀察不到。但是暗物質到底真的存在與否還有不少爭議,需要我們繼續去探索。

宇宙中的暗物質是什麼?

10樓:匿名使用者

在宇宙中是否還存在不發光物質、不發光的天體?這似乎是不成問題的問題。例如,在太陽的周圍有9大行星,有月亮這類的衛星。

這些行星或衛星自身並不發光,它們僅能反射光。其實,所謂發光物質只不過是這種暫時不發光的物質處在高溫、高壓環境的狀態而已。所以,在宇宙中是否存在不發光物質的問題,似乎是這些會發光物質所存在的狀態的問題,問題是它們在宇宙中所佔有的比重如何?

如果把宇宙中存在於不發光狀態的常見物質,如質子、中子、電子等佔發光狀態的比重問題,僅僅歸結為在其他星系中是否存在著行星、衛星等,那還不是十分重要的問題。因為9大行星加上可能的彗星,其總質量還不到太陽的1%,更為重要的是處在不發光狀態的常見物質,是否在總質量上比發光的星體多一個量級,還是他們只佔微不足道的分量,或是彼此差不多,如此等等。因為這涉及天體或星系團演化的基本規律。

而更為重要的問題是,宇宙中是否除質子、中子、電子等"會"發光的物質以外,還存在著在原則上就不會發光的物質,或者說,它們自身不僅不能發光,而且也不會反射、折射或散射光,亦即對各種波長的光,它們都是百分之百的透明體!它們就是神祕的暗物質。

許多宇宙論學家認為,宇宙中會有佔90%以上暗物質的存在。如果宇宙中存在著那種原則上不能發光的非常見物質的暗物質,那麼,宇宙中包含的暗物質的多少,就決定了或至少是影響了宇宙是封閉宇宙還是開放宇宙。所謂封閉式的宇宙,就是指現今的宇宙膨脹達到相當長的一個時間後(例如800億年),會由於萬有引力使宇宙由膨脹而收縮,這又稱為振盪式的宇宙;如果宇宙膨脹速度超過萬有引力所引起的阻力,而無限地膨脹下去,這就稱為開放式宇宙。

可見暗物質對宇宙的影響是非常大的。那麼,到底有沒有暗物質呢?

儘管暴脹宇宙論對暗物質問題提出了非常有趣的假說,但從天文觀測的角度說,這一可能存在有暗物質的假說,只不過是理論學家們的推測,在天文觀測上並沒有給出堅實的基礎。但是,近來,在10米的天文望遠鏡上進一步觀測遠河外星雲,測出其中的氘核和氫核的丰度的比值比過去所知的數值約大了一倍以上。從這一數值中已經可以確定在星系四周的"暈"中,必定有非常見物質形態形成的暗物質!

這是和暴脹宇宙論假定無關的,而僅由天文觀測值所直接得出的結論。就是說,宇宙中存在著暗物質,已是確鑿無疑的事情。

暗物質存在與否,雖然已經得到初步證實。但暗物質將由什麼樣的物質所形成?它們是什麼樣的粒子或是場,或是二者的統一,仍然需要進一步的研究。

宇宙論的理論認為,暗物質可能有兩種形態,一種稱為熱暗物質,即在宇宙形成物質世界時期,暗物質的候選者仍然保持其相對論性粒子狀態;另一種稱為冷暗物質,即在宇宙形成物質世界時期,暗物質的候選者已經是非相對論性的粒子。這兩者將在宇宙演化過程中起著不同的作用,但都不能沒有。如何探索、尋找和研究已被天文觀測所證實的暗物質?

這是21世紀科學的又一難題。

「暗物質」是什麼,暗物質到底是什麼?

暗物質是天文學家卡普坦在1922年時提出的,宇宙中可能存在著一種看不見的物質。暗物質不和電磁波發生作用,也不反射光,所以不管用多厲害的望遠鏡通通觀察不到。但是暗物質到底真的存在與否還有不少爭議,需要我們繼續去探索。宇宙中的暗物質是什麼,聽起來很可怕 暗物質是什麼?暗物質 到底是什麼?宇宙中的暗物質是...

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