暗物质存在的5个证据

更新时间:01-26 综合 由 别弃我 分享

1.) 暗物质不仅仅是我们无法检测到的正常物质,这是总所周知的。暗物质不能是:

小行星或彗星

篮球大小的普通物质团

电化等离子体

黑洞

或任何从正常物质中制造的东西。我们有一系列证据排除了这种可能性。

根据我们探测到的最早、最原始的气体云,我们可以测量宇宙在大爆炸后不久诞生的氢、铀、氦-3、氦-4和锂-7。这些测量值精确确定宇宙诞生的法态物质数量,而该值仅为总质量所需量的六分之一。因此,剩下的六分之五必须完全是别的东西:暗物质。

2.) 暗物质在自然界中必须是冷的。

从理论上讲,无论什么(迄今未发现)粒子对暗物质负责,这些粒子可能都不具有质量,而且相对于光速而言,要么比光速慢,要么比光速快,或根本不移动。但是,如果暗物质快于光速移动,其特性将抑制小尺度上结构的形成,导致结构与我们可以观察到的结构不同。

尤其是,我们有三个观测证据可限制暗物质的温度:四倍透镜类星体的引力透镜,对遥远物体的视线吸收特征以及星系附近的潮汐流。所有这三个都教导我们同一件事:暗物质必须很重,或者出生时移动缓慢。换句话说,即使在宇宙的早期,暗物质也必须是“冷的”,而不是热的或暖的。

3.) 暗物质不能与自身、光线或正常物质有太大的相互作用。

毫无疑问,如果暗物质存在,在年轻的宇宙中一定有创造它的途径。然而,无论这个途径是什么,这些交互作用都不会再发生,并且在很长一段时间内都没有发生过。

直接检测实验并未发现暗物质,从而限制了我们详细对其了解。它不会吸收或模糊远处的星光,从而限制了它与光的交互。 它不会消灭超过一定阈值的自身,否则会在星系中心看到较大且弥漫的伽马射线信号。 实际上,完全不通过任何这些机制进行交互都是100%一致的。 如果我们希望直接检测到它,我们将不得不进一步提高这些限制,即使这样,也不能保证信号是肯定的。 暗物质可能根本不会以这些方式相互作用。

4.) 平均而言,在所有最小的星系中,暗物质的影响最为明显。

这有点违反直觉,但在我们所看到的所有地方,都已通过观察验证。根据引力定律,所有形式的物质均受到同等对待。但是其他力,例如核力和电磁力,只会影响正常物质。 当星系中发生大量恒星形成爆发时,所有的辐射都只是穿过暗物质,但是它会与正常物质碰撞并被正常物质吸收。

这意味着,如果您的星系总体质量足够低,那么正常的物质可以通过强烈的恒星形成事件来驱逐。 您的星系越小且质量越低,被排出的正常物质的数量就越大,而所有暗物质都会保留下来。在所有星系中最引人注目的例子中,矮星系Segue 1和Segue 3都是银河系的卫星,它们仅包含几百颗恒星,但总体上约有60万太阳质量的物质。 暗物质与正常物质之比约为1000:1,而在大多数大型结构中为5:1。

5.) 暗物质在普通物质所不存在的地方会引起引力效用。

这是暗物质不能简单成为正常物质的最有力的证据。当两个星系组或星团碰撞时,星系间气体和等离子体碰撞并加热,发出X射线(以粉红色表示)。这代表了绝大多数的正常物质,远远超过了在恒星和各个星系本身中发现的物质。

但是,从引力透镜推断出的质量信号表明,质量的大部分位于显示蓝色轮廓的位置。 鉴于已经证明了各种各样的碰撞星团,只有某些新形式的质量遵循与正常物质不同的碰撞定律,这才是正确的。 不可避免的结论是,某种新的物质形式(暗物质)必须构成宇宙质量的绝大部分。

暗物质存在的5个证据

证据一:行星运动速度

当天文学家在对银河系中行星运动的速度曲线,以及对银河系总质量的估计进行比较时,他们惊奇地发现行星围绕银河系中心旋转的速度比他们预估的高出很多,这说明有很多质量来源于一种不被观测到的物质。

证据二:引力透镜实验

我们知道,任何有质量的物质都具有引力。正常情况下,光沿直线传播,由于引力场的存在,组成光线的光子不再沿直线运动,其运行轨迹会变得“弯曲”。在引力透镜实验观测中,人们发现在某些区间没有任何物质存在,然而光线在这些区域却有很大的弯曲,这说明这些区间存在正常物质以外的其他物质。

证据三:子弹星系团

子弹星系团,是两个星系团由于引力相互靠近并发生碰撞而组成的星系团。通过引力透镜效应的观测,人们发现,子弹星系团中存在两个相互不重叠的引力中心,然而这两个引力中心附近并没有可以发光的正常物质。这说明,星系团大部分的质量来源于人们尚未了解的暗物质,这也成为暗物质存在的最直接的证据。

暗物质存在的5个证据

暗物质最早存在的依据是来源于星系团的速度弥补,星系的旋转速度曲线,再到后来观测到的引力透镜。科学家们发现,这些现象仅仅用普通的物质观无法解释,通俗的说就是普通的物质无法提供这么大的引力来维持星系或者恒星的速度。

举个例子,太阳系所有行星都绕着太阳跑,距离太阳越远,公转速度越慢。

声明:关于《暗物质存在的5个证据》以上内容仅供参考,若您的权利被侵害,请联系13825271@qq.com
本文网址:http://www.25820.com/all/15_1574539.html