暗物質是什麼?宇宙中真實存在嗎?如果人類掌握暗物質會怎樣?

2020-12-05 Big大科技

大家都聽過我們生活的太陽系有九大行星,但是在06年的時候冥王星被定義為矮行星,所以被排在了「九大行星」之外,所以現在我們的太陽系是八大行星。

太陽系各大行星中的天王星是一個異類,比如地球、金星、木星跟別的幾顆都有自己的運行軌跡,而且這些軌跡都是有規律可循的,但是唯獨天王星,它的運動軌跡可以用詭異來形容,它從來不按固定的軌道運行,人們根本無法預測它的下一步軌跡,總會有那麼一絲的偏差。

當初觀測到這個現象的天文學家覺得很不可思議,按理說不該發生這樣的事情,所以就有人猜測是不是還有一顆人類沒有發現的行星在影響著天王星,然後就根據天王星那些不規律運動的軌跡,把天文望遠鏡調整到他們預測可能出現未知行星的位置,果然又發現了一顆行星,這顆就是海王星。

也正是根據這個發現,人們開始認識到很多東西你沒有發現,但是它們卻是真實存在的。在1922年的時候有個天體學家卡普坦,他根據觀測宇宙中天體的運動推斷出,在天體之間存在著肉眼不可見的物質,這就是暗物質第一次被提出來,儘管沒有證明確實存在,但是也為後續的研究提供了方向。

在隨後的幾十年中,多位天文學家以及天體物理學家都對宇宙是否存在暗物質進行了研究,通過對宇宙中各星系團的研究,並且通過很高精度的光譜測量技術對星系團邊緣星體的運動速度和距離進行測量,發現那些星體的運動速度是恆定的,而通過牛頓的萬有引力定律,那些星體因為遠離星系內核,受星系內核引力的影響,運動速度應該是越來越慢的。由此可以推斷星系核心的引力不僅僅是束縛住了星系中的星體,也吸收了很多不可見的物質在星系核心周圍。

隨著研究的逐漸深入,在1980年代的時候,出現了很多支持暗物質存在的觀測數據,而且通過對一些觀測數據的分析發現,暗物質的成分不是任何一種我們現在已知的粒子,所以現在很多的粒子物理學家通過各種高科技手段,去嘗試分析出暗物質的粒子屬性。

中國現在對暗物質的研究也沒有停止過,就在四川的錦屏山下建成了,中國第一個極深的地下實驗室,這個實驗室的上面的垂直巖石厚度達2400米,這也是世界上擁有最深巖石覆蓋的地下實驗室。

為什麼實驗室要建在地底深處呢?那是因為在地表之上,我們日常的生活環境中有大量的宇宙射線,而這種宇宙射線是粒子物理學家最怕的東西,它的存在嚴重幹擾探測器,被影響的探測就無法精準的探測暗物質。所以一個「乾淨」的環境對觀測暗物質的影響很大。

雖然以我們現在的科技水平,還沒能夠直接發現暗物質,但是基本可以確定在宇宙的黑暗區間,確實有暗物質的存在。而且通過對已知數據的分析發現,跟暗物質共同存在的暗能量大約佔宇宙比例的68%左右,而暗物質大約佔27%左右,剩下的就是一些我們已知的物質。

你可能會問,人類為什麼這麼執著的去探測暗物質?其實探測到暗物質只是開始,在那些粒子物理學家看來,他們尋找的是物質最深層的奧秘,就像電被應用一樣,一開始的時候僅僅是用來照明,但是隨著研究的深入,人們無法想像的事情發生了,電的用途真是太廣泛了,我們現在身邊的任何電器都要用點,任何科學儀器都需要電,電更是影響著我們每個普通人的生活。

所以大家對這種宇宙中含量最高的物質充滿了期待,因為暗物質在宇宙中取之不盡的,所以假如掌握了利用暗物質的技術,那麼整個宇宙都將為你所用,根據之前對文明等級的理解,人們推測大約在三級文明的時候就可以掌握並利用暗物質,而我們人類現在連一級文明還沒有達到,準確的說只是0.73級文明,人類還有很遙遠的路要走。

其實現在我們對一些理論的理解,僅僅只是從我們現在的認知出發,比如愛因斯坦一些著名的理論,但是這些我們熟悉的理論並不是宇宙的終極理論。隨著我們認知的逐漸提升,對宇宙的了解越來越多,也許就能超越愛因斯坦的理論,畢竟文明是一直在進步的。

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  • 宇宙中是否真的有暗物質?暗物質必須存在
    的確,暗物質的確是一種神秘的存在,即使是相對於奧妙無窮的宇宙而言,暗物質的神秘色彩仍然是眾多宇宙物質的佼佼者。暗物質之所以如此神秘,就在於其看不到,摸不著,從來也沒有被任何方法觀測到。可以說,暗物質的誕生源於假象,而存在也依賴於假象,那麼,這種假象的事物是否真實存在於宇宙之中呢?是的,它真實存在,它也必須存在。
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  • 暗物質衛星上天 揭秘暗物質是什麼?怎麼存在的?
    「悟空」是目前世界上觀測能段範圍最寬、能量解析度最優的暗物質粒子探測衛星,超過國際上所有同類探測器。它將在太空中開展高能電子及高能伽馬射線探測任務,探尋暗物質存在的證據,研究暗物質特性與空間分布規律。佔宇宙95%以上的暗物質和暗能量由萬有引力定律證實存在,卻從未被直接觀測到。暗物質粒子的探測目前是國際科學前沿競爭最為激烈的研究領域。
  • 宇宙中的暗物質和暗能量是什麼
    要知道什麼是暗能量?首先要搞清楚什麼是暗物質.科學家認為暗物質就是不與現觀察到、發現的物質發生相互作用,但是卻可以觀察引力來判斷他們的存在,就是說暗物質其實是與引力相互作用的,這是為什麼?牛頓的引力定律指出,引力是萬物之間的相互作用力,這種作用力隨著物質的質量的變化而變化,愛因斯坦的相對論認為,引力是時空彎曲導致的,也就是物質之間相互作用的引力其實一種時空曲率,不存在物質之間相互拉扯的引力,如果按照牛頓力學來解釋暗物質的存在,明顯說不通,因為物質的基礎屬性就是具備質量,有質量的物質就有引力存在,有引力的存在就要相互作用,但是根據科學家的研究暗物質卻不與我們觀察發現的物質發生作用,因此我們可以說
  • 什麼是暗物質,宇宙是否存在整個暗區?
    什麼是暗物質?暗物質是一種神秘的非發光物質,構成了宇宙中絕大多數物質。儘管數十年來專家一直觀察到暗物質的引力效應,但科學家對其暗色的真實性質仍感到困惑。在19世紀末,天文學家開始猜測散布在整個宇宙中的看不見的物質-昏暗的恆星或氣體和塵埃。多數人認為這種神秘的物質僅佔宇宙總質量的一小部分。直到1933年,美籍瑞士天文學家弗裡茨·茲維奇才注意到,遙遠的星系彼此旋轉的速度比在望遠鏡中看到的可見物質要快得多。
  • 暗物質 真實存在嗎?
    最早提出「暗物質」可能存在的是天文學家卡普坦,他於1922年提出可以通過星體系統的運動間接推斷出星體周圍可能存在的不可見物質 然而未能得出暗物質存在的確鑿結論。 1933年,天體物理學家茲威基利用光譜紅移測量了后髮座星系團中各個星系相對於星系團的運動速度。 利用位力定理,他發現星系團中星系的速度彌散度太高,僅靠星系團中可見星系的質量產生的引力是無法將其束縛在星系團內的,因此星系團中應該存在大量的暗物質,其質量為可見星系的至少百倍以上。
  • 沒有暗物質,宇宙根本無法解釋,人類也不會存在
    這個現象再次指向了此前的猜測——在星系的黑暗區域,很可能存在著大量物質,提供了某種引力,加快了其它天體的運動速度。迄今為止,類似的證據不勝枚舉。有人可能心裡會犯嘀咕:會不會是愛因斯坦的方程出問題了呢?這種可能性是完全存在的。愛因斯坦的理論顯然不應該是宇宙的終極理論,未來,我們有可能會超越愛因斯坦。
  • 非自然現象=暗物質?傳說中神秘的「暗物質」真的存在嗎?
    對於暗物質的研究是現在基礎物理的研究最前沿的方向之一,如果人類在暗物質的研究取得突破性進展的話,將是一場動蕩整個科學界的革命,會對整個物質世界的微觀結構以及宇宙的演化過程給出解釋。而暗能量是引力自相斥的,並且在宇宙中幾乎均勻的分布。
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    人類身體大約由10^28個粒子構成,這些粒子都是束縛在一起。通常人們的體重在50-100公斤之間,並且很大程度局限於地球表面。然而,暗物質的表面卻完全不同,它不與核力或者電磁力相互作用,它不會與其它粒子或者自身發生碰撞,它只經歷一種引力作用,據我們所知,這是唯一對暗物質發揮作用的力量。
  • 暗物質的前世今生,什麼是暗物質?
    儘管專家們已經觀察暗物質的引力效應幾十年,但仍然對它的真實性質感到困惑。誰發現了暗物質?在19世紀後期,天文學家開始推測一些看不見的物質——暗星或者氣體和塵埃,它們可能散布在整個宇宙中。大多數人認為這種神秘物質只佔宇宙總質量的一小部分。直到1933年,瑞士裔美國天文學家弗裡茨·茲威基注意到,遙遠的星系彼此繞著對方旋轉,其速度遠遠超過了用望遠鏡觀測到的可見物質所能達到的速度。他在當年發表在《Helvetica Physica Acta》雜誌上的一篇論文中寫道:「如果這一結論得到證實,我們將得到一個令人驚訝的結果,那就是暗物質的存在量遠遠大於發光物質。」
  • 科學家在虛擬宇宙中探測暗物質
    新的研究工作揭示了暗物質光暈作為天空中的活躍區域,不僅存在於各個星系中也存在於輻射中——發射碰撞使得在天空中尋找暗物質光暈成為可能。圖源:國家天文臺 儘管這項研究給出的暗物質暈圖像是計算機模擬,但這些模擬本身就建立在實際觀測數據的基礎上。對天文學家來說,用正確的技術就可以把這項研究複製到真實的夜空中。博塞說:我們的模擬的初始條件是基於真實的CMB(宇宙微波背景輻射)觀測數據,這些數據由普朗克衛星測得,它能告訴我們宇宙的成分是什麼,以及需要往模擬中放多少暗物質。
  • 宇宙中暗物質的真面目
    物理學家與天文學家已經確定宇宙中大部分的物質是「暗物質」,我們可以從它的重力效應來推論它的存在,而非透過電磁作用(我們藉此感知一般物質),但是暗物質可能因為人類的視角而成為謎團。每個人都有五感,五感仰賴電磁作用。
  • 為什麼相信暗物質一定存在?暗物質是什麼呢?
    宇宙中的超星系複合體、巨型類星體群、以及空洞等龐然大物到底是怎麼形成的呢?我們知道宇宙中的普通物質其實只佔宇宙總物質達不到5%。除了導致宇宙加速膨脹的暗能量外,其餘的佔比將近三分之一都是暗物質。那這些大尺度結構的形成是不是又和暗物質有關呢?
  • 趣探索:暗物質是物質宇宙的骨架,沒有暗物質就沒有人類文明
    20世紀30年代初,美國加州理工學院的天體物理學家茨威基第一個提出:宇宙中可見物質遠遠不足以把宇宙連成一片,如果不是存在一種神秘而不可見的物質,星系早就分崩離析。、星團及宇宙中,其質量遠大於宇宙中全部可見天體的質量總和。
  • 暗物質是什麼,這種宇宙中最神秘的物質構建了宇宙的結構嗎?
    當你讀這篇文章時,大概每秒鐘有一百萬個暗物質粒子穿過你的身體。人們看不見它們,因為它們不發光,不帶電荷,與原子物質的相互作用也很小。暗物質沒有電磁場,這意味著它們很難被任何傳統的科學測量設備探測到。但人們知道它們存在,因為如果它們不存在,就無法解釋宇宙的結構。暗物質是誰最先發現的?
  • 什麼是暗物質、暗能量,又是否能被掌握?
    暗物質是什麼?暗物質按照我們現在的科學程度的理解,是在我們宇宙星空深處中,可見光觀測不到的一種看不見的物質。它質量極大,我們可觀測到的物質在宇宙總質量中也僅僅只佔了4.9%,而暗物質卻佔了26%。我們人類目前已知的力有強相互作用力、弱相互作用力、電磁力和一種我們所熟知的一種力—萬有引力。只要物體有質量,兩個物體之間就有萬有引力,而天體之間就因為有相互引力的存在而不至於到處流竄。可見光實際上是一種電磁波,本質上就是電磁力,我們人類平時的擁抱、接吻、眼神的傳播實際上就是電磁的反應產生的電磁力。
  • 宇宙未解之謎之暗物質,暗能量,量子糾纏
    宇宙世界從本質上來說是由各種我們人類無法理解並且看不見的力量所構成的,而這些無法理解和看不見的力量正可謂是困擾物理學家們的未解之謎,它們可以是從暗物質到多元宇宙,也可以是從暗能量到量子糾纏,相信這些未解之謎能夠幫助人類更加深入地了解宇宙世界。
  • 為什麼說暗物質如果不存在,人類就無法解釋宇宙的結構
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  • 暗物質的希望?人類利用銀河系「反推」暗物質的存在!
    暗物質是科學家猜想的一種未被證實的物質,而這種物質的存在可以解釋許多我們無法解釋的現象,但是暗物質始終未能被觀測到。近日,科學家計劃利用銀河系來反推暗物質的存在,暗物質真的會被觀測到嗎?為什麼科學家會從銀河系入手?因為科學家們認為暗物質在銀河系中心周圍產生了一個明亮的球狀x射線輻射暈。