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暗物质是一种什么样的存在呢?

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online_member 发表于 2019-3-29 21:05:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
暗物质是一种什么样的存在呢?

暗物质是一种什么样的存在呢?464 / 作者:lcd7171 / 帖子ID:45064

暗物质是一种什么样的存在呢?222 / 作者:lcd7171 / 帖子ID:45064
online_member 发表于 2019-3-29 21:05:54 | 显示全部楼层
感谢邀请。暗物质的提出是在20世纪30年代。当时美国加州工学院的瑞士天文学家弗里兹·扎维奇观测螺旋星系旋转速度时,发现星系外侧的旋转速度较牛顿重力预期值更快,于是他便考虑是因为存在某种物质——暗物质——分布在星系内侧,进而导致出现这种现象。这件事情,当时没多大影响力,可是随着越来越多人观测到类似现象时,物理学家考虑是不是我们忽略了什么?可是我们忽略了什么呢?一时间众说纷纭。其中相对合理的解释,就是存在暗物质。暗物质不参与电磁相互作用,所以无法看得到。这就是它名字的由来。凡是不参与电磁作用的粒子,都无法辐射、吸收光子,所以无法看到-这里的看到不仅仅只肉眼看不到,也包括光学设备无法探测到。目前不参与电磁作用的粒子,已观测到的只有中微子。但暗物质是不是中微子,不得而知。
暗物质有这么几种候选者
·1、低温无碰撞暗物质。由于其温度之低,无法提供辐射光子所需要的能量,故不可观测到。它有几个优点,其中一个就是可以符合我们目前的观测数据。
2、超对称伴随子。这一类粒子是超对称理论才有的粒子。超对称理论认为,在宇宙极早期,每一个玻色子都要有相伴随的费米子;每一个费米子都要有相伴随的玻色子。如果超对称在今天还继续保持,那么伴随子的质量应该都相同。但是超对称存在对称性自发破缺,因而伴随子质量并不相同。不仅如此,伴随子并不稳定,容易衰变。但是有一类中性粒子幸免于难,这类粒子被称为中性子。这就是超对称提出的暗物质候选者。目前超对称实验证据不足,所以一些人并不相信这个方案。【超对称的对称性自发破缺可用来理解费米子质量起源。费米子的质量起源现在还不清楚,但是按照超对称理论,费米子的质量可以因为标量场对称性破缺而获得。也就是我们可以假设费米子不带质量,但是对称性破缺能让它们获得质量。】
3、轴子。这类粒子是大统一理论预言的粒子。其质量极轻,约为1μeV,电子质量是其质量的10亿倍。但是它不能处于热平衡,所以预实验不符。
综合起来看,目前的理论对暗物质的解释还存在一些瑕疵,暗物质本身也有许多奇妙的地方。如果暗物质真的像物理学家解释的那样,那么我们身边也肯定是存在大量的暗物质,它们的质量很轻,不参与电磁作用。因而我们无法察觉。目前观测暗物质的方法还主要是天文观测。
不过也有物理学家认为,不是暗物质存不存在,而是牛顿引力适不适合弱引力场。有的人指出,牛顿引力不适合弱引力场,需要再弱引力范围修改牛顿引力。但是,其修改结果却令人大跌眼镜。
online_member 发表于 2019-3-29 21:06:09 | 显示全部楼层
施郁
(复旦大学物理学系教授)

谢谢悟空小助手邀请。
到目前为止,暗物质还是一种假想的物质,因为还没有直接探测到。在物理学家的假想中,暗物质不是通常的有质子和中子组成的物质(重子物质),它们不发出电磁辐射(这就是“暗”字的来历),但是假设它们的存在,就可以解释宇宙中若干与引力相关的现象,比如某些由重子组成的天体的运动情况(包括星系旋转曲线和质量分布)、宇宙大尺度结构(比如星系团的质量测量、引力透镜导致的星系团变形)和星系形成乃至宇宙微波背景辐射(暗物质和普通物质对于微波背景辐射的影响不同;前者是电离后的汤姆孙散射,后者则通过引力效应简接地影响)的一些的问题,等等。

微波背景辐射很接近标准的黑体辐射谱,但是有微小的各向异性。  将它分解为角功率谱后,就可以看到有一系列的“声学峰” 理论表明,有的峰对应于重子物质,有的峰对应于暗物质。   

按照现在的观测结果,宇宙中只有4.9%的物质是普通物质,另外有26.8%的物质是暗物质,68.3%是暗能量。也就是说物质部分的84.5%是暗物质,另外95.1%的质量-能量总和是暗能量。暗能量不是暗物质,它是用来解释宇宙加速膨胀的、没有静止质量的东西,比如宇宙学常数、真空能、场等等。

在宇宙学里,物质可以定义为其密度反比于尺度的3次方的东西,辐射定义为其密度反比于尺度的4次方的东西,而暗能量的密度不随尺度变化。因此,暗物质虽然与普通物质不同,是暗的,但是它也是密度反比于尺度的3次方的东西。这样就可与暗能量区分开来。
online_member 发表于 2019-3-29 21:06:15 | 显示全部楼层
特邀简单共商:
online_member 发表于 2019-3-29 21:07:13 | 显示全部楼层
人玩事事玩人,玩人事是玩人世。无知暗暗知无,知无暗问知无问。
暗的原因是人及工具不能直接感知,有两种原因产生暗,一是不具备人感极限,二是处在能量运动的转移下风口。怎样理解呢?人能看到有的存在体,根本原因在于被观测到的物体发生型态变化量达到了让人产生感知获得有或存在最低变化量,例如一粒电子死亡产生了光,但人眼难已看见,如果有很多这样的电子死亡那就看到发光体了,或者通过长时观测作数量积累也能看见物,这些就是最基本的感知极限。另一类是能量转移的下风口,怎样理解呢?如太阳系内从太阳产生的光时刻向四周传播,处在离太阳近分滩的时刻量始终大于远一点距离的量,共处于太阳系内的每一部分时刻都在分亨或分滩太阳时刻的变化量,也就是共亨能量,能量传递过程总是表现出远处物分近一点的光能,因此可观的机会就大。比如太阳系内的小行星尘埃等离地球远一点就难以发现,事实上并非不存在,除这些大型粒子团体外还有更多因恒星的彼此电子死亡产生对立收缩层,对立收缩会产生对立运动真空,这样的运动真空并非空间真空,运动真空由单一的相互动态对立造成,因动态处在对立收缩层面,这样的环境是产生创生粒子的发源地,不然电子在恒星内只有死亡,无处创生,就不符合万物的演化规律,创生的环境区间的动态量处在空间的不同区间位,量化不相等,因此生成的粒子半径各不相同,但它们的创生耦合时的速度是相同的,处于恒星能量传移的同轨相位,这就使生成的粒子自旋张为不相同,这是造成星盘形成,轨道相对位移,双星碰撞,星系合并,所谓的宇宙澎胀(实际是天体轨道外移)等的原初动力,也就是天体有序自洽的根本原因,这些创生粒子群同时也是未来新生恒星的原初材料,这些创生粒子生成于恒星之间,星系与星系之间,超聚星系之间,这些创生粒子不但填充了因能量体收缩产生的空间真空,更重要的是对天体的相对平衡起到了界膜稳固骨架的作用,这些创生粒子的型变受制于更大天体的自旋压缩,因些在很多星系中站在地球上可观测到星云的壮观图。所以暗物质不但有而且大量存在,存在的区或广扩数量众多型式多样,例如人看空气水等透明体它们自身不发光并不等于不存在,如果对空气或水超强的加压或减压它们同样会发光,从这点出发是未来能源的开发利用方向。(本文原创,个人理解)
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