什么是暗物质?人类目前如何探测暗物质?

作者&投稿:辕美 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

你知道宇宙80%以上的质量是未知的吗?我们所知道的那很小一部分是由行星、恒星组成的,包括我们人类的星球,但宇宙的大部分是由未知的质量组成的。这个未知的质量究竟是什么,因为它从未被直接探测到过,这是物理学家今天面临的一个重大问题。

尽管这个未知的物质从未被探测到,但它确实有一个名字:暗物质。



但是等等,如果它从未被检测到,我们怎么知道它的存在呢?

根据观测结果,天体物理学家发现,根据现有已知"明亮"物质的计算,星系的旋转速度比预期快得多,也就是说,在发光的恒星中不应该有足够的引力将星系聚集在一起。然而,星系很少解体,很明显还有其他的引力源将所有的东西聚集在一起。

这种神秘物质被称为暗物质。

但暗物质又是什么呢?

多年来有许多粒子成为候选者:轴子、引力子等,但目前理论上最有希望的粒子还是WIMP,即弱相互作用的大质量粒子。"弱相互作用"的发生十分微弱,很难被发现。

这是一幅图片:太阳系和它的行星,像地球一样,沐浴在一个微弱的光环中,在周围飞行,偶尔与普通物质的原子核相互作用。

当然,为了探究她到底是什么,科学家已经做出了很多努力,在世界各地建造的地下实验室中试图能够探测到它,并在大型强子对撞机中"制造"它,类似于在大爆炸中的被创造一样。到目前为止,所有这些尝试都失败了,暗物质仍然像以往一样难以捉摸。

如果它比预期的更难以捉摸和/或其属性并不能受到传统人类的搜索或寻找方式而被发现,那该怎么办?科学界最新提出了扩大探测参数空间,特别是低质量暗物质粒子的新思路,极大地提高了探测灵敏度。



1.暗物质是为了解释星系旋转速度而被提出的一种科学假说,已经有相当的证据表明暗物质是存在的。2.暗物质本身就不是寻常物质,不是我们熟悉的参与电磁相互作用的物质,所以很难探测。如果人类很容易就找到暗物质,反倒不正常了。3.我们对于暗物质究竟是一种什么样的物质仍然一无所知,只能提出理论,不断通过实验观测去排除并加以证实。

暗物质是指宇宙中可能存在的一种让人看不见的物质;人类目前用天体物理的相关效应,用一些可知的物质对暗物质进行间接的探测。

暗物质就是比光子和电子还小的物质;目前人类是利用相对的卫星,空间站的相对建造探测器,还有就是天体物理的相关效应,以及一些大型的对撞机,从而有效探测暗物质的。

暗物质是与可见物质相对的物质,就是不参与电磁相互作用的物质,中微子就是一种暗物质,大家耳熟能详的黑洞事实上也是一种暗物质。但这两种常见的暗物质只占我们推测出的暗物质总量的1%。

人类目前可以通过星系团的质量、星系旋转曲线、引力透镜效应观察、宇宙微波北京辐射等方式观测到暗物质。

一、用星系团的质量观测到暗物质。星系团的质量可以用两种方式计算:光度质量和动力学质量。理论上这两种方式计算出的星系团质量应该是相差不大,但事实上不可思议的是用光度质量计算出的星系团质量远远小于动力学质量计算出的。这就说明一个事实:宇宙中存在发光物质和不发光物质(暗物质),且这个暗物质的数量远大于发光物质的数量。这是观测暗物质的证据。

二、用星系旋转曲线观测到暗物质。理论上,星球离开星系中心越远,转速越慢,然而事实上,在星系外缘的星球的旋转速度与靠近星系中心的星球的转速几乎一样,这种情况下如果没有被某种看不见的物质吸引,这些外缘高速旋转的星球将被离心力甩出星系,事实上并没有发生这种事,所以这意味着存在某种暗物质,所以这也一种重要的暗物质观测数据。

三、通过引力透镜效应观测到暗物质。通过引力透镜效应观测到的星系质量分布比仅用X射线信号反映出的可见物质的分布广,可见,可见物质只是星系团质量的一部分,星系团存在大量的不可见的暗物质。

四、用宇宙微波背景辐射观测到暗物质。宇宙微波是宇宙大爆炸留下来的光,这些光已经充满了整个宇宙。用探测卫星探测这些光,可以看到这些光的分布图,从而观测到各种物质的组成比例。结果是暗物质的占比远大于可见物质5倍多。

随着科技的发展,相信会有更多的暗物质的观测手段出现,进而解密暗物质的奥秘。



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暗物质到底是什么?又是如何被发现的呢?
答:而暗物质是不参与强相互作用和电磁相互作用的,因此,我们根本无法通过常规手段观测到它。它可能只参与弱相互作用和引力。而弱相互作用和引力是很弱很弱的,其次弱相互作用的发生概率极其低。所以,我们才会很难感知到的暗物质的存在。按照目前的主流理论,也即是冷暗物质模型。科学家认为暗物质是均匀分布...

什么是暗物质?暗物质又是怎样被人发现的呢?
答:暗物质这一名词相信大家都有听说过,其实暗物质就是宇宙中存在的一类事物的总称,因为我们不知道探索不到有关该物质的相关知识点,所以就会把它称为暗物质,暗物质是人们在社会实践中经过长时间的探索总结出来的一个名词,

暗物质是什么?人们是怎样发现它的?
答:暗物质是一种人类目前看不见,摸不着,用任何探测手段,都不能发现的神秘物质;但是,我们通过观测一些星系的引力变化,最终证明了暗物质的确是存在的。谈及宇宙中最神秘莫测,最不可捉摸的东西,非“暗物质”莫属。以人类目前日新月异的科技水平,尚不能检测到暗物质到底是长什么样的,平...

什么是暗物质?人类目前如何探测暗物质?
答:这种神秘物质被称为暗物质。但暗物质又是什么呢?多年来有许多粒子成为候选者:轴子、引力子等,但目前理论上最有希望的粒子还是WIMP,即弱相互作用的大质量粒子。"弱相互作用"的发生十分微弱,很难被发现。这是一幅图片:太阳系和它的行星,像地球一样,沐浴在一个微弱的光环中,在周围飞行,偶尔与...

什么是暗物质,人类可以利用暗物质吗?
答:1. 暗物质是一种神秘物质,长久以来激发着人们的想象和科学研究。通过计算机模拟,科学家们揭示了宇宙中存在大量子结构,包括可见的如麦哲伦星云这样的大体积结构,以及不可见的、望远镜也无法观测到的小分子结构。2. 光学望远镜能够清晰观测到含有大量恒星和气体的子结构,但对于暗物质子结构的观测却受限,...

天文学家是如何发现暗物质的?它又是什么?
答:暗物质,堪称是如今科学理论中,宇宙中最神秘莫测,最引人好奇的一种暗物质。它看不见,摸不着,人类迄今为止的任何探测工具,都找不到它的影子;可偏偏,它的存在已经得到了我们的证实。而且,据说暗物质充斥了宇宙中绝大部分的空间,甚至占到了百分之九十六以上。它是通过三种方法发现的。直接探测,...

暗物质是什么东西,暗物质究竟是怎么发现的呢?
答:所谓的暗物质,就是宇宙中的一种质量和能量都很大的物质,然而科学家们是怎样发现这种暗物质的呢?通过查找相关的科学研究历史,我们可以发现暗物质的发现主要是来源于科学家对宇宙天体之间的质量计算。随着科学技术的发展,人们对于宇宙中的天体开始深入了解,科学们开始利用现在已有的一些工具对宇宙中的天体...

什么是暗物质?科学家是如何论证它的存在的?
答:间接探测 暗物质的间接探测主要是观测其两两湮灭时所产生的讯号。然而在完全了解其他来源的背景噪声以前,这类的探测不足以当作暗物质的决定性证据,因此只能算作间接探测。总结由于暗物质还没有被最终确定,而且有其他的假说已经出现,旨在解释观测的现象,暗物质也是被用来解释观测到的现象。目前,最常用...

暗物质是什么?暗物质到底在哪里?聊聊暗物质的前世今生
答:寻找暗物质的探测手段分为三类: 1.直接探测,探测暗物质粒子直接与探测器中的物质发生相互作用。 2.间接探测,寻找宇宙中暗物质自身衰变或湮灭产生普通物质的信号。 3.加速器探测,利用粒子对撞机来人为产生的暗物质粒子。 猜测的暗物质属性: 1 暗物质参与引力相互作用 ,但单个暗物质粒子的质量大小还不能确定。 2...

什么是暗物质?暗物质是如何被发现的?
答:并没有真真正正实际的指某一个物质。暗物质往往会被发觉,那是由于如今科技水准愈来愈高,生物学家在完成了大批量的科学试验及其不断调研以后发觉地球上的确存有有这类物质,一开始的过程中也是对这类物质造成猜疑,通过之后慢慢发展趋势以后,总算获知了这就是我们常说的暗物质。实际上如今我们可以根据...