友快網

導航選單

暗物質是如何在上世紀30年代開始興起的?暗物質是如何被發現的呢?

暗物質是科學家推測的一種只產生引力的物質,在人類進行天文觀測相當長的一段時間內沒有意識到它的存在性。

其中主要的原因就是在上世紀30年代以前,人類的望遠鏡不夠強大,觀測能力有限。即使有了廣義相對論,我們對宇宙星系的分佈及其結構仍然不是很清楚。

實際上只根據廣義相對論計算出來的宇宙之間的物質密度分佈,和觀測值之間是相差相當大的。

這一切都需要天文學家透過望遠鏡觀測宇宙來修正。

最早的證據出現在1930年代,當時美籍瑞士天文學家弗裡茨·茲維克(Fritz Zwicky)測量了彗星星系在星系群中移動的速度,發現它的運動速度高達900公里每秒,比預計的要高的多。

所以推測有一種看不見的質量,提供了額外的引力,吸引了星系高速飛行。

同樣的速度過高現象,也出現在星系內部中恆星圍繞星系中心的運動中。

就以我們的銀河系為例,它是一個旋轉的風車結構,所有銀河系的恆星都圍繞著銀心在做旋轉,太陽圍繞銀心旋轉的速度是每秒鐘250公里,每2億年轉一圈。

根據科學家們的觀測,如果整個銀河系全部由可見的恆星、白矮星、中子星、黑洞組成,提供的引力約束只能夠維持50公里每秒鐘的執行速度。

換句話說肯定有什麼其他的看不見的物質提供的引力拉住了太陽,讓太陽不至於飛離銀河系。

銀河系的逃逸速度是500公里每秒,仙女座逃逸速度是420公里每秒。但是仙女座看起來比銀河要大一些,所以銀河裡麵包含的暗物質要比仙女座要多。

最開始,科學家認為這種提供引力的看不見的物質是尚未形成恆星的氫原子。但是透過更廣泛的研究表明,這些氫原子無法提供如此強大的引力,因為它們沒有足夠的質量。

自1960年代後期以來,粒子物理學家一直在討論自然界中未被發現的粒子的可能性。這些是擴充套件當代粒子物理學模型並解決這些理論中的問題所必需的。

這些新粒子不會與光相互作用,因此對於普通望遠鏡來說是看不見的,但它們會產生引力。

天文學家很快提出這些假想的粒子可能是暗物質。

在1990年代初期,有更多令人信服的證據表明暗物質是宇宙的特徵。

NASA的宇宙微波背景輻射探索器(COBE)表明,宇宙微波輻射中存在微弱的溫度變化。這些起伏是由於整個宇宙中原子分佈的差異而產生的,但它們的強度不足以凝結為我們現在看到的許多星系團。

一定有一些東西提供更大的質量並因此增加了引力來加速了該過程。

當宇宙學家將暗物質納入宇宙計算機模型中時發現,不僅可以更輕鬆地解釋星系的移動方式,而且還可以與星系在宇宙歷史中形成的令人費解的速度相匹配。

暗物質的存在性,是科學家對於遙遠天體尤其是星系級別的大尺度宇宙結構長期觀測形成的一種認識。

雖然暗物質比可見物質多的多,但是我們卻感覺不到它產生的引力,是因為所有的物質都沉浸在暗物質的包圍之中。

在太陽系的範圍內,太陽對地球的引力以及對其他所有行星的引力,都不必考慮暗物質的影響。

地球大氣的質量為5×10的18次方公斤,牛頓做萬有引力試驗的時候,地球大氣質量對於引力的影響也可以不用考慮,因為整個實驗都處於大氣的包圍之中。

實際上在我們人的身體裡面也有暗物質存在,但是我們仍然感覺不到。當然這種感覺不到,也可能是在現代科學還未探測到的領域。

暗物質彌散在整個宇宙空間中,決定了宇宙星系的分佈結構。如果從大尺度比較上來說,宇宙星系的結構很像人腦的細胞網路結構圖,有科學家也認為宇宙是有生命的。

暗物質也彌散在我們人體,但是我們沒有辦法感覺到。如果我們認為生命的奧秘並不僅僅是現代科學所描述的全部生物化學反應,那麼很可能暗物質也參與了人體的生命活動。

暗物質到底是什麼呢?儘管現在已經進行了數十年的努力,但仍沒有確定的暗物質檢測方法。這是一個科學上令人沮喪的情況。

暗物質與物質之間的相互作用要比使用目前使用的最佳檢測器所能檢測到的小得多。

物理學家正在設計下一代更加靈敏的探測器。這種探測器像CT一樣,透過引力成像的形式,對暗物質的結構以及分佈進行斷層式掃描。

人類目前就只能做這麼多了,即使能夠探測到暗物質的精確分佈,可能仍然無法理解暗物質。

上一篇:物理學除了和構建人體的骨骼肌肉材料的力學性質其實還有一個原因!
下一篇:頸椎病的最佳治療方法,可以讓你遠離頸椎病,還能讓你的頸椎更健康