暗物质有多暗？它们是如何被观测的？它们有没有颜色？

gongjingwe

暗物质实际上是没有颜色的。如果它看起来有颜色那将意味着它会发射或者反射电磁辐射-这与暗物质的定义是相悖的。

事实上我们可以以几种不同的方法找到暗物质在宇宙中存在的位置。为向其他科学家或公众展示它的位置，我们会将这些位置上色，通常会用紫色或蓝色。

原注解：这一大视场图像是由哈勃太空望远镜拍摄的巨型星系团MACS J0717.5+3745。这张大视场图像是由18张哈勃照片拼接而成

通过对由重力造成的背景星系发出的光的扭曲的研究，一个天文学家团队发现了一片由星系团中央延伸而出的带状的暗物质。

上图中以蓝色标注出了在这一星系团中暗物质相对其他物质的位置。可以看到这一物质带由星系团中央向左侧延伸。

图解：从引力透镜产生的效应，星系团CL0024+17内部被发现存在有一个暗物质圈，在这张哈勃太空望远镜像片里以蓝色显示出来。

使用地面望远镜进一步观测，一个研究团队首次得到了暗物质带的3D形状。这一暗物质带由星系团中心向远处延伸，也就是说我们在以纵向观测它。

供图：NASA，ESA，哈拉尔德·埃贝林（夏威夷大学马诺阿分校），让·保罗·克奈布（马赛天文物理实验室）

我想你一定会问，为什么要用这些颜色来标注暗物质？答案是，首先，标注者认为这些颜色看起来比较炫，另外可能认为这些颜色比较暗，更加适合用于描述暗物质。暗物质从未被直接观测到过；它是用于解释星系旋转运动的一种设想。因为这些星系看起来没有足够的可见（可观测）物质在它们当前旋转速度下维持现有的形状。

以当前的可观测到的物质量，它们旋转的速度应该将大部分恒星甩出星系。这些假设的，不可见的物质的存在可以解释这一现象，但‘暗物质’这一描述比较好听。即使它存在，这一‘暗物质’并不仅暗，它完全不可见，透明，并且不辐射任何电磁能量，仅存在重力方式的影响。科学家已经进行了接近一个实际的工作，然后还没有任何此类物质被直接观测到。

图解：被暗物质包围绕着的地球想像图

因为没有这些图片你将读不懂相关的文字，图片的编辑者使用这些颜色来标注暗物质，实际上，任何颜色都可以被选用。由于暗物质不发出电磁辐射，也没有颜色，需要选用一些颜色来在图片中表示它。

同样地，事件边界望远镜团队也要为他们那著名的黑洞照片选用一个颜色。因为图片代表的是同样没有颜色的射电强度，他们选用的橙色，但这是一个随意的选择，因为他们说橙色‘看起来比较炫酷’。




这只是一些人为它们选的颜色……

暗物质不会是紫色或蓝色，因为暗能量和暗物质并不存在。

图解：一般星系的自转曲线：预测值（A）和观测值（B）。暗物质的存在可以解释为何在半径较大时速度几乎不变。

如果你问天文物理学家这个问题，他们会告诉你暗物质和暗能量还没有被证明存在，只是理论计算表明他们理论上存在。

注意，事实存在和理论存在之间有着巨大的区别。

我认为他们永远不会发现暗物质或者暗能量，因为这些概念是被他们发明出来用于填补宇宙的数学模型中的缺陷的。

图解：今期与早期的宇宙质能分布饼图

问题的答案是：我们需要选择一个用来表示暗物质的颜色。

暗物质和暗能量之所以带有‘暗’字，是因为（至今为止的观测）它们不与电磁波作用-包括光-人类需要光来观察物体。因此，想要可视化它们，必须借助一个‘假颜色’，这会是一个为表达效果而做出的随意的选择。这一可视化方法实际上在科学研究中常被用到：参考我对问题‘为什么我们不能同时观察到电子的波特性和粒特性？’和‘我们如何得知原子内粒子的存在的？如果你没有研究过物理，你会觉得科学家发现它的方式非常不直观’。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. quora-然

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原文地址：今日头条