暗物质包括什么东西,暗物质长什么样子

首页 > 教育 > 作者:YD1662022-10-26 12:28:55

暗物质

dark matter

定义:由天文观测推断存在于宇宙中的不发光物质。由不发光天体、晕物质以及非重子中性粒子组成。

学科:天文学_星系和宇宙

相关名词:星系团内气体 宇宙背景辐射 隐质量

暗物质包括什么东西,暗物质长什么样子(1)

图片来源:视觉中国

浩瀚宇宙中存在大量看不见的未知物质——暗物质。它具有不可思议的性质:无法看到,能够穿越任何物质。

在星系和星系团中,天文学家观测到的发光物质,它的质量远远不足以解释其本身的旋转,必须存在有质量相当于发光星体和气体质量几倍至10倍的暗物质。暗物质的质量所提供的引力保证了星系和星系团的存在,而不是四散横飞。

此外,根据宇宙微波背景辐射的温度涨落可以计算宇宙中暗物质的含量,这与对星系和星系团的观测无关,被视为存在暗物质的确凿证据。最新的观测结果表明,由氢、氦等原子构成的普通物质只占宇宙总量的4.9%,暗物质约占宇宙总量的26.8%,是普通物质的5倍多。其余68.3%为既非物质也非光的“暗能量”。暗能量是驱动宇宙加速膨胀的一种未知能量。

尽管科学家们已经积累了许多间接证据,但至今仍未找到暗物质本身。寻找暗物质的困难在于,它既不发出光也不吸收光,是对光透明的物质,几乎不发生引力之外的相互作用,与其他物质相撞的情况非常罕见,能够自由穿越由原子构成的普通物质。

关于暗物质的候选对象,科学家进行了广泛的讨论。其中最具影响力的观点是“暗物质是一种未知的粒子”,而且是超出目前粒子物理学基本理论——标准模型范围的未知新粒子。目前的热门候选对象包括“弱相互作用大质量粒子”,尤其是超对称理论主张存在的“超中性子”“超引力子”等,它们的质量是质子质量的100~1000倍,都是非常重的粒子。另一种被预言存在的粒子是“轴子”,质量虽然只有质子质量的100万亿分之一左右,但其特征与暗物质非常吻合。

如今,全世界各方面的研究人员正在采用各种方法,试图解开暗物质之谜。如果成功,无疑将成为推动人类宇宙观走向全新阶段的巨大动力。

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