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什么是暗物质?为什么宇宙中充满了这种“看不见”的物质?

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什么是暗物质?它的本质什么?或许大多数人对暗物质的印象就是:看不见、摸不着、无法观测。那它究竟是什么?

抬头观察夜空,我们会发现即使是在天气很好的晚上,我们看见的发光的星星也远不如黑暗的空间占据的比例大,而且这种黑暗几乎无处不在。我们从前似乎从来没有想过,这些黑暗的事物是什么?

暗物质是什么?

最早提出“暗物质”这样类似观点的人,是根据星体系统的运动而间接推测出“看不见的物质”的天文学家卡普坦(Jacobus Kapteyn)。十年之后,另一位天文学家奥尔特(Jan Oort)开始了对这种物质的研究,但是并没有得出有效结论。

是什么进一步佐证了这类物质的存在呢?

在物理学家对后发座星系团使用光谱红移测量其各个星系的运动速度时,发现了这些星系之间存在的问题:星系速度弥散度远超过总的星系团中引力作用可以维持平的衡范围大小。

也就是说,单凭后发座星系团本身的质量所产生的引力作用,是不足以控制这些性的星系保持现在的运行规则的。那么是什么在帮助这个星系团维持星系平衡呢?

根据这个发现,天文学家认为星系团中有大量的暗物质。其能量既然能够维持整个星系团的平衡,那就说明其质量更是远超过星系团本身,甚至是百倍以上。

这算得上是一个颠覆天文学认知的概念,毕竟没有人可以证明一个看不见的物质是否真实存在,所以即便这个发现算得上一种新的宇宙现象,但是并没有受到普遍认同与重视。

但是在后续针对仙女座大星云的光谱研究中,真实的天体运动现象却将具有权威性质的万有引力定律打破了。这项研究发现,即便是位于星系外围的星体,其旋转运动速度并没有如定律中所说的那样持续减小,反而在相当大的范围内几乎相同,和中间的星体运动速度保持恒定状态。同时星体本身的质量和其光波的比例也证明,这个星系应该中也同样有大量暗物质的存在。

渐渐的,更多人愿意接受“暗物质”一说,并借用宇宙微波背景辐射和星系与星团之间存在的炽热气体温度分布规律等,来证明其存在的可能性。从提出到普遍接受这一过程,大约经历了60年左右的时间,可想其中科学家的纠结。

那么暗物质的作用就是为了稳定宇宙星体的各种运行规律吗?宇宙中为什么充满了这种“看不见”物质?为什么科学家都想要千方百计地“抓”到它?

稳定宇宙物质运动规律?

关于暗物质作用的比较典型的例子,就是很多大型星系之间的平衡关系。在很多星系团中,会存在一些运动速度已经超过星系团本身引力影响下的逃逸速度的星体物质,但是这个星体却依旧被困在这个星系团中,重点是,这样的星体很多时候并不是只有一个。

怎么理解这个例子呢?就像是人类发射宇宙飞船时,其速度就要超越地球的引力作用,才能摆脱地球对物质的控制,飞到天空、太空、甚至走出太阳系,这个就算是一种“逃逸速度”。

所以才有了第一宇宙速度(环绕地球卫星)、第二宇宙速度(环绕太阳卫星)和第三宇宙速度(漫游银河系)之说,找这样的发展推算下去,以后还会有第四宇宙速度甚至更高的速度。

所以,在这个理解基础之上,我们可以推算出这些运转速度已经超过逃逸速度的星体,应该早就已经被甩到星系团的外围,且要是这样的星体数量多的话,整个星系团都有可能会分崩离析,然而现实的情况却是这些星系团依旧存在并稳定运行着。

因此,牵制着这些星体不会逃出星系团的能量物质就被认为是暗物质,稳定着宇宙运行规律。这也是科学家们认为的暗物质在宇宙中的作用之一,也是其存在的强大证明之一。

怎么来的?

结合前面提到的星空的观测来看,暗物质分布极广,而且远比可观测的物质本身的数量和质量要大得多,这才能讲所有星体掌握在自己的作用下。根据能量的估算,暗物质在宇宙中就占据了近70%的比例,其质量更是宇宙物质总质量的85%。可想而知,他对宇宙的影响该有多大,这是“王”的级别,但其它可观测的星体相比,又像是一明一暗的互助型存在。

那这么多的暗物质是怎么来的呢?

有科学家认为暗物质由不明实质的某种粒子构成,也有人认为暗物质就是一种弥散与宇宙空间的气体或者尘埃,还有人认为它只是变暗的死星或者黑洞,但其真实是什么,目前没有人可以完全解释。

根据上述内容,这里可以这样说,暗物质和暗能量就是天文学家研究宇宙规律上的两个神奇的存在。

因为很多用传统物理知识解释不通的情况只要和它们联系上,就能成为“合理”的现象;但是它们本身的存在却又无法完全解释,分而因为研究这两种事物而发现了更多其它物质和现象的存在,这就离谱。

要是有一天科学家真的捕捉到了暗物质的存在,甚至可以利用其作用达成某件事情。啊!不敢想象会是什么样。就在科学的发展什么时候能够到达那个程度吧!

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