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暗物质是什么东西简单说明(暗物质真的存在吗?暗物质的 8个未解之谜)

一枕江楓13 最新资讯 2023-03-06 14:03:42 96 0

暗物质是什么东西简单说明

暗物质(Dark matter)是理论上提出的可能存在于宇宙中的一zhǒng不可见的物质,它可能是宇宙物质的主要组成部分,但又不属于构成可见天体的任何一zhǒng已知的物质。大量天文学观测中发现的疑似违反牛顿万有引力的现象可以在假设暗物质存在的前提下得到很好的解释。

暗物质真的存在吗?暗物质的 8个未解之谜

上世纪30年代,瑞士天文学家弗里茨·兹威基注意到,遥远星团中星系相互绕行的速度比它们本应拥有的可见质量要快得多。因此他提出:一zhǒng看不见的物质---暗物质,可能会在引力作用下拉动这些星系运动。

从那时起,越来越多的研究人员不断证实,这zhǒng神秘的物质遍布整个宇宙,但科学家们对暗物质却一直摸不到头脑,其中最为疑惑的地方主要有以下8点,也堪称是暗物质的8大未解之谜。

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第一个问题:什么是暗物质?

没有任何研究人员能确定暗物质到底是什么。大部分情况下,科学家推测宇宙中缺失的质量是由小的微弱恒星和黑洞组成的,但并没有发现足够多的此类物体来解释暗物质的影响。目前被广泛接受的理论认为,组成暗物质的是“弱相互作用有质量粒子”,它是一zhǒng质量和相互作用强度在电弱标度附近的某zhǒng稳定粒子,通过热退耦机制获得已知的剩余丰度,不过这zhǒng理论只是众多理论之一,并没有得到证实。

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第二个问题:我们真的能探测到暗物质吗?

如果暗物质是由“弱相互作用有质量粒子”构成的,那么它们应该就在我们周围,但我们却并没有准确探测到。虽然它们不会与普通物质发生太多相互作用,但暗物质粒子在穿过太空时总是有可能撞击质子或电子等普通粒子。因此,研究人员对地下深处的大量普通粒子进行了一次又一次的实验,但经过数十年的实验,并没有权威的探测发现。

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第三个问题:暗物质是否由多个粒子组成?

普通物质由质子、电子、中微子等基本粒子,以及介子等更奇特的“粒子”组成。因此,一些研究人员猜测,占宇宙物质 85% 的暗物质可能也有同样的粒子构成方式。比如,暗质子可以与暗电子结合形成暗原子,产生与可见世界中结构一样的多样化结构。但迄今为止,科学家们还没有找到任何一zhǒng方法来确认或否认它们。

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第四个问题:暗物质的xìng 质是什么?

天文学家通过其与普通物质的引力相互作用发现了暗物质,这表明这是其在宇宙中存在的主要方式。但是,当试图了解暗物质的真实本质时,研究人员几乎没有什么可做的。根据一些理论研究,暗物质粒子应该是它们自己的反粒子,这意味着两个暗物质粒子相遇时会相互湮灭。

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第五个问题:每个星系都存在暗物质吗?

因为暗物质的重量比普通物质大得多,所以通常说暗物质是组织大型结构(如星系和星系团)的控制力。但奇怪的是,天文学家在新发现了的NGC 1052-DF2星系中,却没有发现任何暗物质,这说明暗物质显然不是形成星系的必要条件。

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第六个问题:普通粒子能衰变成暗物质吗?

中子是具有有限寿命的常规物质粒子。大约每14.5分钟,一个脱离原子的孤中子就会衰变为一个质子、一个电子和一个中微子。有科学家用两zhǒng不同的装置做了两zhǒng实验,显示衰变的寿命略有不同,它们之间的差异约为9秒,因此物理学家认为,如果中子在衰变过程中会产生暗物质粒子,那就能解释不同实验条件下中子的衰变事件不同。

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第七个问题:暗物质会带电荷吗?

最开始物理学家认为暗物质可能带有电荷。宇宙初期恒星发出的波长为21厘米的辐射,然后它被同时存在的冷氢气吸收。不过,最新的检测数据显示,氢气比科学家预测的要冷得多,这说明带有电荷的暗物质可能会从无处不在的氢中吸收热量。

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第八个问题:暗物质力真的存在吗?

除了额外的暗物质粒子外,暗物质可能会经历类似于普通物质所感受到的力。一些研究人员已经在寻找“暗光子”,这就像在产生电磁力的正常粒子之间交换的光子一样。有物理学家还准备将一束电子及其反粒子(称为正电子)粉碎成钻石,如果暗光子真的存在,那么电子-正电子可能会湮灭并产生一zhǒng奇怪的载力粒子,这可能会打开一个全新的宇宙区域。

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