摘要:暗物质是一种假设的物质形式,约占宇宙中所有质量能量的 27%。它不与电磁辐射相互作用,因此现代探测器无法探测到它。有人提出用暗物质来解释观测到的、无法用可见物质单独解释的引力效应。
许多科学家和天文学家认为,太空最大的谜团是暗物质和暗能量的本质。这两个部分约占宇宙中所有质量和能量的 95%,但它们的性质仍不清楚。
暗物质是一种假设的物质形式,约占宇宙中所有质量能量的 27%。它不与电磁辐射相互作用,因此现代探测器无法探测到它。
有人提出用暗物质来解释观测到的、无法用可见物质单独解释的引力效应。
暗物质首次被提及出现在天文学家的著作中,他们注意到星系中可见恒星的质量无法解释它们的引力行为。例如,1933 年,瑞士天文学家弗里茨·兹维基 (Fritz Zwicky) 发现后发座星系团中的星系质量明显小于将它们结合在一起所需的质量。
隐形:暗物质不发射、反射或吸收光,因此无法直接观察。它的存在只能通过与普通物质的引力相互作用才能证实。引力效应:暗物质通过其引力效应表现出来,例如影响星系中恒星的运动和引力透镜,其中来自遥远物体的光被暗物质的引力扭曲。组成:目前尚不清楚暗物质是由什么组成的。最常见的假设认为它可能由尚未发现的亚原子粒子组成,例如弱相互作用大质量粒子(WIMP)或轴子。暗物质在星系的形成和演化中起着关键作用。其影响主要体现在以下几个方面:
1. 引力
暗物质在星系周围形成引力“晕”,提供维持可见物质(如恒星和气体)所需的质量。这种引力有助于塑造星系的结构并影响其动态。
2. 宇宙的结构
暗物质在宇宙大型结构的形成中起着关键作用,包括星系团和超星系团。它对星系如何聚集和相互作用有着重大的影响,进而决定了它们的演化。
3. 恒星的形成
暗物质的引力在高密度区域的形成过程中起着重要作用,在这些区域,气体可以压缩并形成恒星。这些区域的大小和质量取决于暗物质的性质,而暗物质的性质又决定了形成的恒星的数量和类型。
4. 对星系动力学的影响
暗物质也会影响星系内恒星的运动。观测表明,星系边缘的恒星移动速度比仅考虑可见物质时预期的速度要快。这表明存在大量与暗物质相关的不可见质量。
5. 星系形成模型
现代宇宙学模型,如ΛCDM(Lambda 冷暗物质),提出暗物质形成的“光晕”是星系形成的基础。这些模型有助于解释观测到的星系分布及其特性。
关于暗物质的组成,科学家正在研究几种主要假设。以下是最常见的。
WIMP 是暗物质粒子中最受欢迎的候选者之一。这些假想粒子被认为具有很大的质量,并且与普通物质的相互作用很弱。它们的质量可以是质子的 1 倍到 1000 倍,并且仅通过重力和可能的弱核力与普通物质相互作用。
轴子是暗物质粒子的另一个候选者。它们是轻粒子,其质量可以小到电子质量的十万亿分之一。理论上,轴子可以在强磁场的作用下转化为光子,从而有可能被探测到。
一些科学家认为,暗物质可能由宇宙诞生之初形成的原始黑洞组成。这些独特的物体可以有不同的质量,并且与普通黑洞不同,它们不是由于恒星死亡而形成的。
根据这一假设,存在所谓的“镜像”物质,它仅通过重力与普通物质相互作用,而不受电磁力的影响。镜像物质可能基于相似的粒子,但具有相反的特性。
虽然这并不是关于暗物质组成的假设,但一些科学家正在探索通过引力理论的修改(例如 MOND(修正牛顿动力学)理论)来解释所观察到的归因于暗物质的效应的可能性。然而,这些理论并不总是与观察结果一致。
暗物质是宇宙演化的关键组成部分,它塑造了宇宙的结构,影响了星系的动态并决定了它们的相互作用。了解它的作用有助于解开宇宙的许多奥秘,并解释宇宙自诞生以来是如何演变的。
来源:抖看世界