【暗物质是怎么形成的】宇宙中的暗物质是如何形成的?

2019-11-25 - 暗物质

◤在宇宙学中,暗物质是指那些自身不发射电磁辐射,也不与电磁波相互作用的物质。说到这里,必须提起与暗物质相提并论的“暗能量”。

●关于暗能量,人类的我们也了解得不多。我们只知道它引起宇宙加速膨胀,引起万有斥力,并且占宇宙能量组分的 70%左右,但到底是 69%还是 71%,我们也不确定,对暗能量的了解我们仅仅能达到这个地步。暗能量到底是怎么来的?暗能量是怎么回事?我们虽然知道基本粒子是怎么来的,但我们不知道暗能量是怎么来的,因为它确确实实出乎我们的意料。

【暗物质是怎么形成的】宇宙中的暗物质是如何形成的?
【暗物质是怎么形成的】宇宙中的暗物质是如何形成的?

我们根本不知道这个世界上还有这些东西,而且居然还占了那么大比重。当然,每一个宇宙学家都有自己的推测,都有自己的理论。也就是说,有多少宇宙学家就有多少关于暗能量的理论和想法。

●关于占整个宇宙能量20%的暗物质是瑞士天文学家弗里兹.扎维奇在65年前发现的。当时,弗里兹·扎维奇发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上,否则星系团根本无法束缚住这些星系。

【暗物质是怎么形成的】宇宙中的暗物质是如何形成的?
【暗物质是怎么形成的】宇宙中的暗物质是如何形成的?

之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知,但是到了80年代,占宇宙能量密度大约20%的暗物质已被大家接受了。目前人们只能够通过引力产生的效应来得知宇宙中有大量的暗物质的存在。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。

●关于暗能量模型,也就是说,我们这个宇宙是全息的,它可以由一个比三维空间维度更低的东西里面的信息来决定。据此建立一个模型,这个模型叫全息暗能量。通过这个低维空间,可以证明存在着某种能量,以及这种能量跟我们的宇宙尺度之间的关联。

●接下来,另外一个与暗能量几乎同样难暗物质占了整个宇宙能量组分的百分之二十几,而且它跟暗能量完全不同,倒是跟物质有点接近,因为它会产生万有引力。

●至于宇宙暗物质如何形成的,这里听一下丁肇中博士,他说至少还需要七八年的时间,也就是说,要到国际空间站服务到期的时候,大概是在 2024年,他们才能确定他们看到的东西到底是真的还是假的,到底是不是来自暗物质的湮灭,所以暗物质也是一大难题。

●提到暗物质,(知足常乐于上海)→我们不免要谈到中国的暗物质实验。比如说在四川锦屏山下进行的两个实验,一个是清华大学进行的,一个是上海交通大学进行的。到今天为止,他们最好的结果仅仅是告诉我们实验进行到什么程度,但是还看不到暗物质,也就是说,暗物质本身不直接发光,但是暗物质有可能偶尔跟我们常见的物质发生作用,比如说氙。

氙是一种元素,氙气是一种惰性气体,如果我们把它降温,让它变成一种 液体,那么暗物质有可能和它发生一点作用。上海交大的实验告诉我们,到今天为止还没有看到任何作用,还没有发现暗物质。所以暗物质这个东西,确实是宇宙的两大谜团之一。

●当然,宇宙中还有更多的谜团,比如说量子力学。量子力学到底和万有引力能不能和平共处?这是一大难题。我们知道,这也是基础物理从爱因斯坦之后引起数十年讨论的一大理论难题。对此,物理学家们提出了很多理论 超弦理论也好 圈量子引力也好,还有其他各色五花八门的理论也好,在过去几十年中,让物理学家付出了许多的努力 但仍然没有结果。

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