沒有暗物質，宇宙將大不相同

宇宙中暗物質分佈的3D地圖

關於宇宙的最令人困惑和違反科學的事實之一是，我們在地球上的日常生活中所熟悉的所有“東西”僅佔其中的5％。構成我們身體，行星，太陽系以及整個銀河系中所有正常物質的質子，中子和電子僅佔其中的一小部分。即使（中微子，光，甚至是黑洞）都算上，它也遺漏了必須存在的所有事物的95％：暗物質（27％）和暗能量（68％）。

特別地，暗物質是所有最大的謎團之一。天體物理學家實際上確定它必須存在，因為從一整套獨立測量中獲得的間接證據。由於我們從未直接檢測出可能導致該現象發生的任何粒子，因此許多人（無論是專家還是非專業人員）都對其存在表示懷疑。但是，如果我們的宇宙沒有任何暗物質，那將是一個完全不同的地方。就是這樣。

在熱的，密集的，不斷膨脹的宇宙的最早階段，有大量的顆粒和產生了抗微粒。隨著宇宙的膨脹和冷卻，發生了令人難以置信的進化，但是早期產生的中微子從大爆炸後的1秒鐘到今天幾乎保持

138億年前宇宙大爆炸發生。粒子和反粒子將被大量產生和破壞，從而在輻射海中留下少量的質子，中子和電子。在早期的宇宙中，熱，緻密，高能，質子和中子第一次融合在一起形成重元素，高能粒子和光子在此過程中起作用，再次炸裂了熔化的原子核。

在沒有其他成分起作用的情況下，只有一個因素可以決定宇宙填充什麼類型的元素（在它形成任何恆星之前）：每個重子存在多少光子（或光量子）的比率（質子和中子的結合）在宇宙中。是否有暗物質無關緊要；這是決定在高溫大爆炸中產生多少氫，氦，鋰等的一個因素。

但是一旦過去幾分鐘，暗物質的存在與否就變得極為重要。早期的宇宙幾乎是完全均勻的，在空間各處平均密度大致相同。但是，微小的波動（宇宙中的缺陷）會隨著時間的推移而引力增長，最終產生恆星，星系，星系團甚至更大的結構。

萬有引力使宇宙中的物質坍塌，而輻射則將它們推向這些緻密的結構，從而將它們驅散開來。如果您在宇宙中擁有的只是正常物質和這種輻射，那麼這將導致在一定尺度上產生大量結構，同時在其他尺度上擦除所有結構。在沒有暗物質的宇宙中，這種效果可以最大化。

重子聲振盪引起的聚類模式的說明，其中...的可能性在距其他星系一定距離的地方找到一個星系受三種成分之間的關係支配：暗物質，正常物質和輻射。如果根本沒有暗物質，那麼如上所述，星系在與不存在之間的相關性將比它們實際出現在我們宇宙中

宇宙仍然會膨脹和冷卻。在宇宙冷卻到足以使宇宙形成中性原子之前，這種效應極為重要，這意味著，宇宙大爆炸的剩餘輝光（宇宙微波背景）的波動。

特別是，您可以測量任意兩個位置之間的溫差，並查看平均溫差如何隨這兩個位置之間的距離而變化。這種塌陷和後推的影響（科學家稱之為重子聲振盪）。

一旦形成中性原子，輻射就會停止，引力可以自由地發揮其最大作用：將宇宙中的每個質量吸引到宇宙中的其他質量。氣體雲將形成，坍縮並形成宇宙中的第一批恆星，就像它們在我們富含暗物質的宇宙中所做的一樣。

但是，如果沒有暗物質增加的引力效應，這些第一批恆星將引發災難。星星不僅會發出可見光，還會發出大量的紫外線，從而使電離輻射。它們發出粒子流並以恆星風的形式吹掉大量快速移動的物質。對於所有首批恆星，它們比今天的恆星質量大得多，這些影響甚至更加嚴重。

1,500光年。年輕的大質量恆星發出的輻射和風會給周圍的物質帶來巨大的衝擊

如果沒有暗物質，恆星風和紫外線輻射的共同作用將使周圍物質產生強烈的“踢動”，以至於它不僅會被吹回星際介質，而且將在重力作用下完全脫離龐大的星團剛剛形成。

當這些恆星進一步演化並死亡時，這可能意味著這些早期恆星中的大多數都將形成超新星，這些恆星的噴射運動如此之快，以至於在沒有暗物質的情況下，這些物質坍塌而形成首先是這些星星。與我們的宇宙不同，在宇宙中，將融合在一代恆星中的物質再循環到下一代中，而第一代恆星很可能是沒有暗物質的終點。

來自五個不同觀測站的數據）顯示了物質如何從超新星彈出。此處顯示的物質跨度約為5光年，起源於大約1000年前進行超新星飛行的恆星，這告訴我們噴射的典型速度約為1,500 km / s

如果沒有大量的碳，氮，氧以及甚至更重的元素（如硅，磷，銅和鐵），生命將是不可能的，那麼，唯一可以形成的行星將是由氫和氦組成的氣態世界。

此外，如果沒有這些較重的元素來幫助冷卻原恆星形成，那麼存在的恆星的數量將大大減少，但質量會更大。如今，宇宙中的平均恆星約佔太陽質量的40％。如果沒有暗物質，平均恆星大約是我們太陽質量的10倍。

在一個沒有暗物質的宇宙中，恆星和行星將與不同我們今天看到和知道的。一般的恆星將比我們的太陽重得多，而典型的行星只會是氣體巨人

如果沒有暗物質，星系將在經歷第一次重大恆星形成事件後立即損失大部分形成新恆星的氣體。氣體仍然可以通過微小的合併和周圍的銀河系中間介質進入它們，但是與現代星系相比，它們所擁有的形成新恆星的物質要少得多。沒有暗物質的螺旋星系將像太陽系一樣旋轉：內部物體繞中心旋轉的速度比外部物體旋轉的快得多。

僅受正常物質（L）約束的星系在會顯示出低得多的旋轉速度郊區比中心更近，類似於太陽系中行星的移動方式。但是，觀察表明，旋轉速度很大程度上獨立於距銀河系中心的半徑（R），導致推斷必須存在大量不可見或暗物質。沒有得到極大讚賞的是，沒有暗物質，我們知道的生命將不復存在

在沒有暗物質的宇宙中，而不再是一個宇宙之網，而是在其中纏繞著星系，這些星系散佈著將巨大的星團連接在一起的細絲。

當然，有些星系仍會聚在一起並且成簇，但是在沒有暗物質的宇宙中，只有少數星系會聚在一起。從弱和強引力透鏡信號到星系群碰撞到宇宙的功率譜，每個可測量的指標對宇宙大規模結構的觀察都會有很大的不同。

無論是大尺度還是小尺度，宇宙結構的形成都高度依賴暗物質和正常物質相互作用，以及初始密度波動都起源於量子物理學。出現的結構，包括星系團和較大規模的細絲，都是暗物質無可爭議的後果

最後，所有最小的星系（僅包含數百或數千個恆星）將根本無法存在。在我們的宇宙中，它們是由大約100,000個太陽質量的正常和暗物質團簇產生的，在那裡形成一團恆星將氣體噴出。儘管如此，暗物質仍然存在，直到今天仍將恆星保持在它們自己的約束結構中。在一個沒有暗物質的宇宙中，相同的恆星形成事件將徹底炸燬原星系，只留下一小撮未綁定的獨立恆星。

有許多不同的證據指向暗物質的存在，但是考慮一下如果宇宙根本沒有暗物質，我們的宇宙將以不同的方式-並且與我們所觀察到的不一致-。