横看成岭侧成峰,远近高低各不同。不识庐山真面目,只缘身在此山中。
暗物质是一种完全通过数学计算、推断、而确认的迷一般的物质。至今还从来没有人观测到过它。
为什么观测不到暗物质呢?要知道,暗物质的质量,比普通物质的质量还多,至少是普通物质质量的5倍。
为什么质量小的普通物质随处可见,而质量大的暗物质却观测不到呢?
经过对暗物质现象的研究、分析、推理,合理的解释是,暗物质是一种非粒子形态的物质。
因为,如果暗物质是粒子形态,而这些粒子又组成了星系,那么这些暗物质星系就应该能够轻而易举地观测到,不会隐藏在宇宙某个角落而观测不到。
因为,无论暗物质有多么奇幻,但是在引力面前,所有物质是一律平等的,暗物质当然也不例外。
请注意,暗物质是普通物质的5倍,如果说1只猫隐藏在5只猫背后而没有被发现,或许有点可能。而5只猫隐藏在1只猫背后没有被发现,那就说不通了。引力不会撒谎。
再假设另一种情况,如果暗物质是粒子形态,却没有组成原子、分子和星系,那么,所有的暗物质必然会以粒子形态在宇宙中穿梭。
如果真的是这样,那么,宇宙中的暗物质粒子的数量,就要比宇宙粒子的数量多出许多亿倍。
在这种情况下,难以观测到的,反而应该是属于普通物质的宇宙粒子,而不应该是暗物质粒子。
以上这些迹象都在告诉我们,暗物质是一种非粒子形态的物质。那么问题来了,暗物质如果不是粒子形态,那么,暗物质是什么形态呢?
推理出来的答案是,既然暗物质是非粒子形态的物质,那么,暗物质就应该是一个整体形态的物质。进一步推理,既然暗物质是一个整体形态的物质,那么,宇宙中就只会存在唯一的一个暗物质。
在确定了暗物质在宇宙中的数量只有唯一的一个之后,确定暗物质身躯有多大的问题便随之迎刃而解——暗物质的体积同宇宙的体积,必然是同样的尺度。
把暗物质的质量与其体积进行推算,就可以进一步得知,暗物质的密度极低。
知道了暗物质体积巨大,密度极低,暗物质还有哪些特征呢?
请看图:
图片来源:wikipedia
从图片中可以看出,暗物质在大质量天体的引力拉扯下,靠近大质量天体的暗物质密度会相对高一些,形成一个球形状态的暗物质密度相对高的区域。
远远看去,就像一个巨大的“玻璃球”包裹着这个大质量天体。
隐藏在大质量天体背后的光源发出的光线,在途径这个巨大的“玻璃球”时,光线就会发生折射,造成这种直观、罕见的宇宙景观。
据此可以推断,暗物质是透明的,是类似于果冻性状,非常有弹性的物质。
暗物质还有哪些特征呢?
请看图:
图片来源:burro.case.eia
这是宇宙大尺度结构图,从图中可以看出,在大质量天体群聚的情况下,引力没有把大质量天体周围的暗物质拉扯成一个个“玻璃球”形态,而是拉扯成了一副骨架和丝的形态。该是什么原因呢?
原因其实很简单,上图那个大质量天体周围十分空旷,意味着其他天体引力的干扰微小,所以引力能够把周围的暗物质拉扯成一个均匀的“玻璃球”形态。
而此图大质量天体彼此之间的距离,就显然要密集得多,这意味着它们之间的引力互相干扰的现象就会比较严重。其结果就是,这些互相干扰着的引力 ,能够把大质量天体周围的暗物质,拉扯成形态各异的密度相对高的区域,却唯独不能拉扯成“玻璃球”形态的密度相对高的区域。
大质量天体的引力强度,与周围暗物质密度的广阔度应该是正比例关系。
在不同强度引力的拉扯下,作为整体的暗物质,就会产生皱褶,引力强度大的区域产生粗壮的皱褶像骨架,引力强度小的区域产生细微一些皱褶的像丝。
这个整体形态的暗物质,会有哪些特征呢
暗物质的质量是普通物质的5倍,但因为体积巨大,其质量平摊到巨大的体积上,所以密度极低。
暗物质是一个巨大的、透明的、密度极低而均匀的、像果冻形态、富于弹性和延展性的、尺度超大的物质,全宇宙仅此一个。
所有星系都镶嵌在这个像果冻形态暗物质中,暗物质密度极低而且均匀,普通物质粒子可以在其中自由活动。