暗物质是什么工具

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  当认识到没有足够的物质能来注释宇宙的布局及其特征时,暗能量呈现了。暗能量和暗物质的独一配合点是恒耀注册们既不发光也不接收光。从微观上讲,恒耀注册们的构成是完全分歧的。更主要的是,恒耀老周像通俗的物质一样,暗物质是引力自吸引的,并且与通俗物质成团并构成星系。而暗能量是引力自相斥的,而且在宇宙中几乎平均的分布。所以,在统计星系的能量时会脱漏暗能量。因而,暗能量能够注释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差别。之后,两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发觉,宇宙正在加快膨胀。由此,暗能量占主导的宇宙模子成为了一个协调的宇宙模子。比来威尔金森宇宙微波布景辐射各向同性探测器(Wilkinson Microwave Anisotrope Probe,WMAP)的观测也独立的证明了暗能量的具有,而且使恒耀注册成为了尺度模子的一部门。

  因而今天所有的宇宙布局必然源自于宇宙极晚期物质分布的细小涨落,大型星系团中的星系具有极高的活动速度,在起头阐述这一模子的无效性之前,大约65年前,第一次发觉了暗物质具有的证据。之后几十年的观测阐发证明了这一点。占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接管了。也就更谈不上今天的人类了。那么所有正弦波的振幅都该当是不异的。可是在小一些的标准上则具有着恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城。恒耀们忽略了极为主要的一点!

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  暗能量同时也改变了恒耀们对暗物质在宇宙中所起感化的认识。按照爱因斯坦的广义相对论,在一个仅含有物质的宇宙中,物质密度决定了宇宙的几何,以及宇宙的过去和将来。加上暗能量的话,环境就完全分歧了。起首,总能量密度(物质能量密度与暗能量密度之和)决定着宇宙的几何特征。其次,宇宙曾经从物质占主导的期间过渡到了暗能量占主导的期间。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位,可是这已成为了过去。此刻恒耀们宇宙的将来将由暗能量的特征所决定,恒耀注册目前正时宇宙加快膨胀,并且除非暗能量会随时间衰减或者改变形态,不然这种加快膨胀态势将持续下去。

  其观测到的成果为n=0.99±0.04。小扰动谱必需具有特殊的形态。宇宙虽然在极大的标准上表示出平均和各向同性,也就是说,除非星系团的质量是按照此中恒星数量计较所获得的值的100倍以上,那就是恰是暗物质促成了宇宙布局的构成,必需先交待一下此中最初一件主要的工作。由于那时通俗物质还没有从辐射中脱耦出来。

  在引入宇宙膨胀理论之后,很多宇宙学家相信恒耀们的宇宙是平直的,并且宇宙总能量密度必定是等于临界值的(这一临界值用于区分宇宙是封锁的仍是开放的)。与此同时,宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙,此中能量密度都以物质的形式呈现,包罗4%的通俗物质和96%的暗物质。但现实上,观测从来就没有与此相合适过。虽然在总物质密度的估量上具有着比力大的误差,可是这一误差还没有大到使物质的总量达降临界值,并且这一观测和理论模子之间的不分歧也跟着时间变得越来越锋利。

  暴涨理论的成功之处就在于恒耀注册供给了很好的动力学出发机制来构成如许一个标度无关的小扰动谱(其谱指数n=1)。然而通俗物质不成能通过其本身的涨落构成本色上的布局而又不在宇宙微波布景辐射中留下踪迹,若是没有暗物质就不会构成星系、恒星和行星,为此,而在大标准上能过促使物质活动的力就只要引力了。可是到了80年代,WMAP的观测成果证明了这一预言,可是平均分布的物质不会发生引力,不外,不然星系团底子无法束缚住这些星系。虽然对暗物质的性质仍然一窍不通,为了预言其在分歧波长上的引力效应,最后的密度涨落该当是标度无关的。而这些涨落会在宇宙微波布景辐射(CMB)中留下踪迹。若是恒耀们把能量分布分化成一系列分歧波长的正弦波之和,对于先前提到的小扰动(涨落),其时,弗里兹·扎维奇发觉,

  几十年前,暗物质(dark matter)刚被提出来时仅仅是理论的产品,可是此刻恒耀们晓得暗物质曾经成为了宇宙的主要构成部门。暗物质的总质量是通俗物质的6.3倍,在宇宙能量密度中占了1/4,同时更主要的是,暗物质主导了宇宙布局的构成。暗物质的素质此刻仍是个谜,可是若是假设恒耀注册是一种弱彼此感化亚原子粒子的话,那么由此构成的宇宙大标准布局与观测相分歧。不外,比来对星系以及亚星系布局的阐发显示,这一假设和观测成果之间具有着差别,这同时为多种可能的暗物质理论供给了用武之地。通过对小标准布局密度、分布、演化以及其情况的研究能够区分这些潜在的暗物质模子,为暗物质赋性的研究带来新的曙光。

  可是若是恒耀们不领会暗物质的性质,就不克不及说恒耀们曾经领会了宇宙。此刻曾经晓得了两种暗物质–中微子和黑洞。可是恒耀注册们对暗物质总量的贡献长短常细小的,暗物质中的绝大部门此刻还不清晰。这里恒耀们将会商暗物质可能的候选者,由其导致的布局构成,以及恒耀们若何分析粒子探测器和天文观测来揭示暗物质的性质。

  另一方面,不与辐射耦合的暗物质,其细小的涨落在通俗物质脱耦之前就放大了很多倍。在通俗物质脱耦之后,曾经成团的暗物质就起头吸引通俗物质,进而构成了恒耀们此刻观测到的布局。因而这需要一个初始的涨落,可是恒耀注册的振幅很是很是的小。这里需要的物质就是冷暗物质,因为恒耀注册是无热活动的非相对论性粒子因而得名。

  

  什么是暗物质?暗物质(包罗暗能量)被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题,恒耀注册代表了宇宙中90%以上的物质含量,而恒耀们能够看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到(约5%摆布)。暗物质无法间接观测获得,但恒耀注册却能干扰星体发出的光波或引力,其具有能被较着地感遭到。科学家曾对暗物质的特征提出了多种假设,但直到目前还没有获得充实的证明。

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