暗物質就在我們身邊,是可見質量4倍,只有引力效應,科學難解釋

2020-12-16 華箋流香

138億年前,在一場大爆炸中,宇宙誕生了。最開始出現的是高能光子,零點幾秒鐘之後,質子誕生了,又過了一瞬間,質子的兄弟中子誕生了。中子誕生以後,中子和質子的比例就固定下來了,永遠被固定在1:7。而且中子是一個很短命的傢伙,單獨存在時,壽命只有十幾分鐘。而他的兄弟質子,壽命要長得多,比宇宙的年齡還要長。

這就是科學所描述的,宇宙最初的物質。宇宙在大爆炸的過程中不斷的膨脹,整個宇宙在不斷的冷卻。

原本是一個大火球的宇宙隨著時間推移不斷的冷卻,三千萬年後宇宙已經冷卻到了零下160度。

這個時候宇宙之間一片的漆黑。氫原子以及氫原子的同位素,分布在整個宇宙空間。由於分布不是很均勻,所以氫原子開始聚集,形成最原始的巨大的星雲團。

這些氫氣團的密度越來越高,中心的壓力越來越大。宇宙誕生以後2億年,核聚變之火被點燃了,第1代恆星誕生。在黑暗了將近2億年之後,宇宙中出現第一縷光。

最初的恆星,大多都是大質量的藍巨星和藍超巨星。它們燃燒的速度很快,幾百萬年就game over了,然後就在一個超新星的大爆炸中,化為灰燼。在它們的灰燼中誕生了第2代恆星以及行星。它們的遺體轉變為白矮星,中子星或者是黑洞。

這些天體在引力的作用下慢慢的聚集,彼此拉近距離,最後成千上萬顆搞在一起,演化成星系。

這就是廣義相對論和量子力學描述的天體演化和星系誕生的理論。根據已有的科學理論,宇宙中間除了上面說的那些東西以外,再沒有其他的東西了。

但是人們後來發現,星系中星星運動速度不太對勁,飛得也太快了點,必須有額外引力拉住,否則就飛走了。

》是誰提供了額外的引力?

根據天文學家們對恆星運動軌跡的長期觀測,可以測得,恆星繞星系中心運動的線速度和角速度。

澳大利亞天文臺2003年到2013年,對銀河系恆星運動進行了長期的巡天觀測,一共觀測了超過20萬顆星星,計算出的太陽圍繞銀河系中心的線速度是240公裡每秒。

銀河系的恆星、白矮星、中子星、黑洞,以及星雲和星際塵埃,只能維繫太陽以80公裡每秒的速度運行。換句話說,太陽運行速度如此之高,如果沒有其他的引力額外維繫的話,老早被甩出銀河系了。

人類對其他星系觀測結果,絕大多數星系的旋轉速度,遠遠超過可見物質引力對星系的維持能力。如果沒有其他額外的引力,幾乎所有的星系都會解體。

》對提供這種額外引力的神秘質量,科學家們起了一個名字:暗物質。

根據計算,銀河系中的暗物質佔到整個星系質量的85%。而且研究發現,幾乎所有的星系,暗物質所佔的比例,都在80%左右,偶然發現有按物質含量很少,甚至沒有的星系。

宇宙的浩瀚與遼闊,不僅大到我們幾乎無法想像,而且宇宙擴張的速度,連光都追不上。我們總以為真理在遙遠的天邊。

》其實,真理就在我們身邊,就如同暗物質就在身邊,只是我們視而不見。

暗物質彌散在銀河系中,也彌散在我們生活的空間中。因為它是均勻分布的,在它均勻分布的範圍內,對引力等勢線不會造成扭曲。因此,對太陽系內行星的運動規律不會造成任何影響。這就是我們通過小範圍局部觀察,無法知道暗物質存在的緣由。

人類對世界的觀測總是被周圍的環境所困擾,就像我們被銀河系的銀盤所阻擋,只能從垂直於銀盤的方向觀察宇宙。

》不識廬山真面目,只緣身在此山中!暗物質是什麼?不知道!

唯一知道的是,除了參與引力作用以外,暗物質不參與任何其他作用。

而且根據目前的天文觀測,暗物質在構成整個宇宙的結構中起著決定性的作用。所有的恆星星系以及星系橋,都有暗物質搭建,而恆星組成的星系,就如同吸滿了水的海綿,沉浸在「暗物質湯」裡。這就是所謂的大尺度絲狀結構!

在暗物質不存在的地方,是直徑達幾億光年的宇宙空洞。那裡面如同宇宙中的沙漠,只有極少數的流浪恆星跟星系。

可見物質,只佔整個宇宙引力質量的17%左右,其餘83%都是暗物質。

根據廣義相對論,引力質量和慣性質量是嚴格相等的。但是目前暗物質只表現出了引力質量,而沒有表現出慣性質量。所以暗物質是用什麼組成的,人類科學一直無法解釋。

》暗物質的發現,是廣義相對論和量子力學,以及其他所有物理理論,都沒有預言的一種現象。暗物質只在暗中觀察,拒絕現出真身。

只能說暗物質是一種「引力黑客」,躲在暗處,控制著宇宙。

人類自從發展出文明以後,就開始對宇宙不斷的進行探索。當我們的望遠鏡指向遙遠的太空的時候,我們的身邊都還充滿著謎團。生命是如何誕生的?到底是什麼因素,讓有機分子組成的團塊跨進了生命的門檻,人類還一無所知。這其中,到底暗物質有沒有起作用,是一個值得深刻研究的話題。

當文明遇到瓶頸的時候,需要像愛因斯坦那樣的科學家出現,給人類指明道路。

相關焦點

  • 時速500公裡,暗物質「颶風」正在衝擊地球!尚無科學解釋!
    宇宙暗物質是困擾科學界的最大謎團之一,自從1930年科學家首次通過星系團的古怪運動發現暗物質的存在以來,到今天我們對這種佔整個宇宙27%的神秘物質還知之甚少。暗物質不但看不見,摸不著,在空間中的分布還異常稀少——1立方釐米空間包含的暗物質總質量僅僅相當於0.3個氫原子!如此稀疏的暗物質在宇宙是否呈現某種特定的結構呢?最近的一項科學研究揭示,銀河系中竟然存在洶湧的暗物質流。此時此刻,地球所在的太陽系正在承受暗物質「颶風」的正面衝擊!
  • 什麼是暗物質和暗能量?目前探索暗物質有什麼進展了?
    本僧掐指一算,宇宙中可見物質佔4.9%,暗物質佔26.8%,暗能量佔68.3%, 話說到這份上,不得不面對一個尷尬的事實:假設你隨手指著夜空中最亮的星星說「那恆星有五顆行星十顆衛星」,蒙中的概率是萬分之一,那麼天文學家用最尖端科技,要蒙中這個數字的概率也就百分之一。
  • 一個新的理論可以改寫我們所知道的物理定理,並解釋暗物質是什麼
    他說:「我只是想解釋引力從何而來。」在愛因斯坦證明引力是物質扭曲空間和時間的結果一個世紀之後,這似乎是一個奇怪的說法。然而,根據Verlinde的說法,這忽略了一個事實,即廣義相對論仍然只是我們稱之為引力的一種描述。它留下了一個懸而未決的關鍵問題:物質究竟如何影響空間和時間。
  • 捕風捉影:暗物質|老和山下的小學僧
    本僧掐指一算,宇宙中可見物質佔4.9%,暗物質佔26.8%,暗能量佔68.3%,阿彌陀佛~ 話說到這份上,不得不面對一個尷尬的事實:假設你隨手指著夜空中最亮的星星說「那恆星有五顆行星十顆衛星」,蒙中的概率是萬分之一,那麼天文學家用最尖端科技,要蒙中這個數字的概率也就百分之一。
  • 天文名詞:暗物質
    從引力透鏡產生的效應,星系團CL0024+17內部被發現存在有一個暗物質圈,在這張哈勃太空望遠鏡像片裡以藍色顯示出來。[1]在宇宙學中,暗物質(英語:Dark matter),是指無法通過電磁波的觀測進行研究,也就是不與電磁力產生作用的物質。人們目前只能透過重力產生的效應得知,而且已經發現宇宙中有大量暗物質的存在。
  • 暗物質至今也沒有發現,天文學家認為:暗物質可能就是原初黑洞
    ,可以達到百分之八十以上,奧爾特提出的這種看不見的物質就是現在我們經常討論的暗物質。尋找看不到的物質至暗物質模型被提出以來,天文學家及物理學家一直積極的在尋找暗物質的蹤跡,可幾十年過去了,除了當初奧爾特推導出的暗物質不可見的性質之外,幾乎沒有任何進展,雖然暗物質廣泛的充斥著宇宙,但是我們就是無法找到它,這的確是很讓人沮喪,於是天文學家開始轉變方向,放棄了盲目的尋找暗物質的蹤跡,
  • 「暗物質」——一個必須存在,卻又找不到的物質
    圖解:質量使時空彎曲科學家還有另外一種方法,就是通過星系中所有可見的物質發出的光線來計算,這種方法所得的質量叫做「光度學質量」。科學家經過計算後發現「引力質量」和「光度學質量」似乎怎麼樣都對不上,總是差了10倍左右,鐵一般的事實說明——宇宙中大部分的物質就是看不見的。「暗物質」的存在,還有另外一個強有力的證據,那就是——「引力透鏡」。
  • 宇宙之謎 新觀測揭示暗物質模型重大缺陷
    現在的宇宙模型認為宇宙中大約85%的物質都是暗物質。之所以稱為暗物質,是因為它完全不發光,所以無法被直接觀測。它的存在只有通過其對宇宙中可見物質的引力才能探測到。 天文學家探測暗物質的一種常見方法是測量其引力如何扭曲其周圍的宇宙空間,這種現象稱為引力透鏡。
  • 新的哈勃數據解釋了缺失的暗物質
    該結果解釋了先前的發現,即該星系缺少其大部分暗物質。通過研究星系的光和球狀星團分布,天文學家得出結論,鄰近星系NGC 1035的引力將NGC 1052-DF4的暗物質剝離,現在正在將星系撕裂。如圖像所示超彌散星系NGC 1052-DF4和NGC 1052-DF2周圍的天空。它是根據構成數位化天空測量2的圖像創建的。
  • 關於暗物質我們還知道什麼(內含中文視頻)
    但知道一定存在的物體 比如一個不發光的星雲但在近期,它有了更具體的定義: 佔宇宙84%的未知物質並且我們對暗物質最好的解釋已經無法進行下去天文學家們於二十世紀七十年代在研究星系移動和轉動的方式中發現了暗物質的存在星系的運動相對於天文學家們能夠看到的它當中的恆星和氣體產生的引力來說實在太快,
  • 哈勃最新數據解釋暗物質缺失星系成因
    原標題:哈勃最新數據解釋暗物質缺失星系成因 自2018年起,科學家曾發現兩個暗物質缺失星系,它們引發了天文學界關於天體性質和引力定律的激烈爭論。據美國國家航空航天局(NASA)官網近日消息稱,NASA與歐洲空間局(ESA)利用哈勃望遠鏡的最新數據,解釋了為什麼星系中會有大部分暗物質「失蹤」。
  • 暗物質或能像放射性原子核一樣衰變 讓整個天空充滿伽馬射線
    當研究小組將未解決的伽馬射線圖與宇宙同一區域的物質密度圖進行比較時,他們發現這些射線與預測中隱藏暗物質的引力質量區域精確對齊。該研究的合著者丹尼爾·格魯恩表示,這種相關性表明,暗物質可能是宇宙中微弱的伽馬射線背景的主要原因。如果是這樣的話,它可能會給天文學家提供一些關於這種神秘物質性質的重要線索。「暗物質可以像放射性原子核一樣衰變,產生伽馬射線。」
  • 每秒有多少暗物質穿過人的身體?
    宇宙中儘管有數不清的行星、恆星、氣體、塵埃、星系,以及我們在其中發現的更多物質,但宇宙的構成超乎我們的想像。在最大的宇宙尺度上,我們在所有地方都同樣發現:沒有足夠的物質來解釋我們觀察到的引力效應。物質聚集成一個宇宙網,星系群伴隨著內部快速移動的星系而變得巨大,單個星系以巨大的速度旋轉,一直到它們的邊緣都保持很大。
  • 因為人類對宇宙的無知,才有了暗物質的假設!
    暗物質是目前理論上預言的一種不發光的神秘物質,目前人類只能通過暗物質的引力作用來間接推測暗物質的存在,近幾十年來科學家對暗物質的真實性感到困惑,這也是當今物理學最大的謎團之一。
  • 在宇宙中,反物質和暗物質有什麼區別?
    在目前的宇宙學模型中,能被人類從電磁波頻段「」看見」的物質,只佔到宇宙質能總量的4.9% 「可見物質」之外,是佔比26.8%的暗物質和佔比68.3%的暗能量,迄今為止人類也能發現它們的存在。
  • 暗物質缺失之謎得到解釋!哈勃太空望遠鏡又立新功
    2018年,一支國際研究小組在哈勃太空望遠鏡和其他幾個觀測站的幫助下,在宇宙中首次發現一個幾乎不含暗物質的星系,名為NGC 1052-DF2。星系缺失暗物質?這完全背離了我們的現有認知。要知道,如果沒有暗物質提供額外引力,星系將分崩離析。
  • 哈勃最新數據解釋為什麼星系中會有大部分暗物質「失蹤」
    自2018年起,科學家曾發現兩個暗物質缺失星系,它們引發了天文學界關於天體性質和引力定律的激烈爭論。據美國國家航空航天局(NASA)官網近日消息稱,NASA與歐洲空間局(ESA)利用哈勃望遠鏡的最新數據,解釋了為什麼星系中會有大部分暗物質「失蹤」。該研究不僅解決了一項天文學難題,也讓有關星系形成和演化的現有知識與宇宙學模型達成一致。
  • 暗物質由原初黑洞構成
    暗物質因為它的不發光性二班得名,有諸多我們未知的神秘屬性,暗物質也許不由原子組成,電子和質子也不是它的更小粒子成分。暗物質是科學家難以理解的最大謎題之一,它在宇宙中普遍存在,卻非常神秘,超出了現有物理學模型的描述。主流的物理學家認為,暗物質由目前無法探測的粒子構成,大量探測「暗物質粒子」的實驗未能取得實質性的突破。
  • 第4267回:暗物質隱奧爾特雲,宇宙微波背景輻射
    而根據ΛCDM模型,由普朗克衛星探測的數據得到:整個宇宙的構成中,常規物質(即重子物質)佔4.9%,而暗物質則佔26.8%,還有68.3%是暗能量(質能等價)。    雖然暗物質在宇宙中大量存在是一個普遍的看法,但是科學家們發現螺旋星系NGC 4736的旋轉能完全依靠可見物質的引力來解釋,也就是說這個星系沒有暗物質或者物質很少。
  • 暗物質到底是什麼?
    1至1000倍,而且它們之間只存在弱相互作用(與放射性衰變有關的一種力)。雖然科學家在太空和地球(包括大型強子對撞機)做了各種實驗來尋找它們,但弱相互作用大質量粒子至今仍未露面,進一步縮小了我們對它們的質量、相互作用強度及其他性質的可搜尋區間。如果弱相互作用大質量粒子終究沒有出現,我們就只能期待新的解決方案出現來解決暗物質之謎——同時把它從候選名單上排除出去。