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暗物质是什么?为什么让科学家这么乐此不疲的研究它

科学家认为,宇宙中的大部分物质都是暗物质,但是按照现有技术,不可能看到或探测暗物质。暗物质的候选人,从极轻的中微子到无形的黑洞。有很多成员。但科学家们仍然质疑暗物质的存在,并相信这种神秘现象可以通过更好地理解引力来解决。

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21世纪初最大的科学奥秘是暗物质和暗能量,它们的存在挑战了世界各地的年轻科学家。暗物质存在于人类所知的之外。人们只知道它的存在,但他们不知道它是什么。它的成分也与人类已知的成分不同。在宇宙中,暗物质的能量是人类已知物质的五倍多。

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暗能量甚至更奇怪。以人类已知的核反应为例,反应前后的物质质量较差,这种差别转化为巨大的能量。但是暗能量可以使物质的质量完全消失。完全转化为能量。宇宙中的暗能量是已知物质能量的14倍以上。

大约65年前,人类首次发现了暗物质的证据。在那个时候。Fritz Dzavic发现大型星系团中的星系具有极高的速度。除非星系团的质量是其恒星数量计算值的100倍以上,否则星系团根本无法与这些星系结合。经过几十年的观察和分析,证实了这一点。虽然暗物质的性质还不为人知,但到20世纪80年代,占宇宙密度20%左右的暗物质已被广泛接受。10年前,美国天文学家利用钱德拉x射线望远镜观测星系团1E 0657-56,无意中观察到了星系碰撞的过程。星系团的碰撞力如此之强,以至于暗物质与正常物质分离。因此,暗物质存在的直接证据已经被发现。

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1E 0657-56星团

早在2009年,科学家在明尼苏达州北部一个750米深的废弃铁矿中疑似发现了暗物质粒子(美国“低温暗物质搜寻计划”)项目组科学家发表声明称,他们已经在一个废弃的地下铁矿中捕获到暗物质粒子。如果这一发现最终得到证实,它将成为近百年来物理学领域最重要的发现之一.

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在浩瀚的宇宙中,恒星相互作用,进行着各种规律的轨道运动,而有些运动是我们找不到相应的物质的。因此,人们想象宇宙中可能有看不见的物质。

现在我们知道宇宙的大结构是以泡沫的形式存在的。星系聚集成星系的长城。也就是“泡沫”的“连接纤维”,纤维之间是一个巨大的宇宙空间,也就是一个“大气泡”,直径在1亿到3亿光年之间。没有看不见的暗物质的额外引力的“帮助”,这样一个巨大的空洞是无法维持的,就像屋顶和桥梁的跨度太大而无法支撑一样。

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虽然我们的宇宙在膨胀,但高速运动的星系并不分散。如果只有可见物质,它们的引力不足以将星系凝聚在一起。我们知道太阳系99.86%的质量集中在太阳系的中心,也就是太阳,所以靠近太阳的行星被太阳吸引,比远离太阳的行星大。因此,靠近太阳的行星比远离太阳的行星围绕太阳的运动速度更快,从而产生更大的离心加速度来平衡更大的太阳引力。但是在星系的中心,虽然有更多的恒星和黑洞,但是靠近星系中心的恒星并不比远离中心的恒星移动得快。这说明星系的质量并不集中在星系的中心,在星系的外围一定有大量的暗物质。

天体的亮度反映了天体的质量,所以天文学家经常用星系的亮度来计算星系的质量,也用引力来计算星系的质量。但是。由引力计算得到的银河系质量是由亮度计算得到的银河系质量的10倍以上,在外围区域甚至可以达到5000倍。因此,一定有大量的暗物质。

来源: 宇宙小百科

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