03.07 什麼是暗物質?

智慧黑科技


暗物質可能是極其先進的外星文明使用的某種技術

神經心理學家加布裡埃爾·德拉託雷和曼努埃爾·加西亞在“宇航學報”雜誌上發表了這個讓人震驚的觀點。

先聲明一下,目前全世界沒有人知道暗物質究竟是什麼,

那我們如何知道它的存在呢?我們知道必然存在著暗物質,是因為它有引力效應存在著,這是目前我們唯一知道的事,除此之外,暗物質和我們已知的任何一種物質就再也沒有絲毫相似之處了。

圖示:這張圖片中有六個星系,其中藍色表示暗物質的存在區域,這是通過引力效應計算出來的結果,我們並不能真的“看到”它們。

另外,並非每個星系中都存在著暗物質。就在3月28號(2018年),一個距離我們6500萬光年遠的一個星系,並沒有觀察到暗物質,即我們所看到的物質計算出來的總量,就大致是這麼多質量,而天文學家們本來預計它會含有很多暗物質。

圖示:編號為NGC1052-DF2的星系中缺乏暗物質,照片是哈勃的深空系列照片。這一結果讓天文學家們非常迷惑。

文明的等級

俄羅斯天體物理學家尼古拉·卡爾達肖夫提出過卡爾達肖夫指數/量表。來衡量文明的等級,這個分級主要是指文明能夠利用的能量。

I型文明(一種行星級文明)可以大規模的使用其母星上的能量

Ⅱ型文明(恆星文明)可以大規模利用其所在太陽系中恆星的能量

III型文明(星系級文明)可以控制其所在的主星系的能量


而暗物質和暗能量,也許正是III型文明甚至更高等級的文明所表現出來的某種技術,只是因為我們完全考慮錯了方向,所以才在解釋暗物質時遇到重重困難。


歡迎討論,這個最新的腦洞,無論如何,這真的是一個讓人震驚的猜想呢。


裸猿的故事


從物理學的角度來看,我們能看到東西,是因為眼睛感受到了電磁波,我們能摸到東西,是因為我們的手感受到了電磁力,如此等等,而這些現象,歸根結底都是物質之間在發生互相作用時產生的。

但在我們所處的宇宙中,卻有一種幾乎不會與任何物質發生相互作用的物質,這就是我們常聽到的“暗物質”。

暗物質這個詞來自英文“Dark matter”,其字面上的意思為“黑暗的物質”。但不能這樣簡單地理解,根據暗物質的奇特性質,我們應該比較準確地將其定義為:暗物質是真是存在,但是我們又感知不到的物質。

也許有人要問,既然我們感知不到暗物質,那麼科學家們又是怎麼知道它們的存在呢?答案就是,暗物質雖然不與其他物質發生相互作用,但是它們會產生引力。

在四大基本力中,雖然引力的強度遠遠小於其他三種力,但是引力是長程力,並且可以無限疊加,因此在非常宏觀的層面上,引力就可以顯得異常強大,甚至可以將光線扭曲。

當遙遠的星光在經過某個強引力場的時候,光線就會出現明顯的扭曲,在合適的觀測點,就可以觀測到更多的星光,這就是“引力透鏡效應”。通過對“引力透鏡效應”的觀測,就可以間接地計算出,在很大的尺度下,宇宙空間中的暗物質的分佈情況。

正是通過這種方法,科學家們發現了在37億光年外,宇宙中上演了一出大戲,主角就是神秘的暗物質。

上圖為37億光年外的一個星系團,它形成於兩個星系團的碰撞。在38.5億年前,一個星系團以大約每秒鐘2800公里的速度,通過了另一個星系團的中心,並在其右側形成了一個類似子彈頭的激波。因此,科學家將這個新形成的星系團命名為“子彈星系團”。

根據直接觀測到的數據,以及利用“引力透鏡效應”計算出的引力源分佈,科學家描繪出了子彈星系團的後期合成圖,如下圖所示。

圖中紅色的部分表示直接觀測到的各種輻射(主要是X射線),藍色的部分表示暗物質。我們可以清楚地看到,在激烈的碰撞過程中,這兩個星系團的普通物質發生了相互作用,併產生了大量的輻射,而與之形成鮮明對比的是,這兩個星系團中暗物質卻毫髮無損地穿過了彼此。

科學家認為,宇宙中上演的這出大戲,是迄今為止有關暗物質的最好證據,它非常清晰地向我們展示了,在激烈的碰撞下,暗物質與普通物質分離的壯觀場景。

需要指出的是,宇宙中的暗物質差不多是普通物質的5倍,而更加神秘的暗能量,卻佔了宇宙的73%。由此可見,我們人類對宇宙的探索之路,還有多麼的漫長。


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魅力科學君


暗物質簡單說就是宇宙裡面有質量但卻看不到的物質。但是暗物質是一種假設,該假設的提出是由於觀測到星系懸臂運動速度與星系核心區域運動速度出現了不符合相對論預測的差異所導致的。由於我們現有的天文望遠鏡都是光學的,但卻無法觀測到,而且確實有引力差異,所以理論物理學家就提出了這個暗物質假設。

與此同時,由於有了暗物質,所以就順便也提出來了與其配套的暗能量。

另外暗物質特別容易和另外一個概念混淆:反物質。反物質和我們平常的所謂正物質差異和區別就在於所攜帶的電荷,普通物質比如一個電子攜帶的是一個負電荷,質子攜帶一個正電荷;反物質正好相反,反電子攜帶的是正電荷;反質子攜帶的是負電荷。反物質是可見的也有質量,正物質和反物質一旦接觸在一起就會相互湮滅形成純能量,能量轉化率是100% 並釋放光子。反物質是確定存在的真實存在的不是假設的,而暗物質和暗能量是假設的。這就是他們的區別。


星靈號


特邀簡單共商:
目前,對暗物質和暗能量的探索和研究,已經成為全球科學界,各國科學家的“熱點和難點”!各國政府也“投出巨資”,爭光強佔“宇宙基礎科學,前沿.理論研究的至高點”,從全世界各國公開的資料來看,全球各個國家,對於“暗物質的性能和規律”,還是知道得太少了!
西方基礎科學,近百年來,在量子力學和相對論的引領下,對明宇宙物質世界的探索和研究,取得了豐碩的成果!
但是,對於“暗物質和暗能量”的研究,卻是無能為力!
大科學家霍金,六次訪華,感受最深刻的是“老子的無中生有”!十分感慨他說:西方現在的科學觀,還趕不上,東方古代的老子觀!
西方科學難進行,
東方科學開啟程!
陰陽五行基礎生,
天人合一理論呈!
宇宙物質全性學,
明暗物質規律呈!
宇宙統一大理論,
引導全球科學榮!

東方易達 2017-11-24日!

東方易達安成


我讀教科書《宇宙物理學》總的感覺是:所給的現象是無可非議的,所給的解釋是匪夷所思的,通篇以宇宙爆脹論為主線。

▲霍爾效應的本質是什麼?與暗物質有關麼?

弄清暗物質的前提是放棄宇宙爆脹論

宇宙爆脹論,不能自圓其說,就臆造了暗物質與暗能量兩個本該有的存在。暗能量是一個不倫不類的術語,能量不可能離開介質獨立存在。把暗能量介質也歸入暗物質吧。

宇宙爆脹論,是基於不能自圓其說的哈勃紅移論與廣義相對論的推論。

哈勃紅移論,即哈勃定律,也叫宇宙學紅移,套用退行性的多普勒效應,說天體總是向四面八方不斷遠離我們的地球或銀河系。

遺憾的是,宇宙學紅移,無法解釋有些天體的藍移現象。例如,仙女座星雲的M31星系,正在不斷向我們的銀河系逼近。僅憑這一個證據,就足以推翻宇宙爆脹論。

根子還在廣義相對論。廣義相對論的引力場方程,用純幾何的黎曼空間,替代或否定真空場介質的客觀存在。

真空場介質,就是我們常說的場物質,正是宇宙爆脹論所殘缺的暗物質。換句話說,暗物質就是場物質。

哈勃望遠鏡實測的紅移現象與藍移現象,統稱天體頻移現象,唯一可能的解釋是:

恆星內部的熱核反應,隨著生命週期,漸強或漸弱的表現。當熱核反應漸強時表現為藍移,當熱核反應減弱時表現為紅移。

暗物質在哪裡或如何表現?

暗物質是隱隱約約的。電場、磁場、電磁場、電磁波、光量子,引力場、引力波、引力子、背景輻射、介子、膠子,都是載能的場,是玻色子物質,都是暗物質,換個說法而已。

▲卡西米爾效應的本質是什麼?與暗物質有關麼?

暗物質是無處不在的。暗物質是構造所有費米子與玻色子的最基本的要素。

暗物質構成內空間與外空間。中微子、電子與質子的內空間,是高能密的場介質。原子的內空間,即原子核的外空間,是低能密的場介質,是傳播原子光譜的介質。

暗物質有哪些性質與用途?

最基本暗物質,是最低能密的、最大熵值的、最均勻分佈的、最無序震盪的、最高光速的、最大真空度的場介質,簡稱基態場介質,或基態場。


暗物質的用途,司空見慣,激動人心的有:

①超高頻光子,可以用來強迫電子反向自旋,變成正電子。也可用於逆向湮滅反應,理論上的意義重大:無中生有!

②紫外線序列,可以用來光合作用,生產碳水化合物,也可用於光電效應生產光電子,廣泛用於微電子技術。

③可見光序列,可用來製造激光。激光製冷,可用來製造超導材料、超流體。激光制熱,可用作激光切割、激光蝕刻、激光治療、激光武器。



④引力子序列,可用作天體定位,因為引力子具有超強的穿透性,不像光量子會偏折。

好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。


物理新視野


暗物質.真正的.是陰涼的粒子!自私的產物。

能量.用暗物質,對科研.時空中.封人類前行!

正.反方粒子都有。用正方.陽性佛粒子,人類敗德。滅祖宗!

只有正方.託人類.子孫!

反方託什麼?轉竄人事物.和動物!

反方粒子,也不能讓用,有護持的。

那方都不同意,時空路.怎麼走?

頭一段說:研究反物質,對不起!此路不通。

例:有一種代印章蜘蛛!

那是佛封印,打到違規者身上..前邊跑,後面追到山處,撞的那模樣!

前邊出事,呂仙后邊,調轉神原.找替.定那位!

②湖中一灘生物.空中被麒麟和呂仙,轉呂模樣,讓後上去的護法看到,清空間迴歸路.給打下來時,逃水中生命!還是同樣轉換.同樣方法。

③為啥每一身偷者身邊,必有真佛僧被控!都己.被轉別的模樣!不讓有助力。

有難時.就把,這些佛.推出去,替背業去!

④空中清到.佛地處。往南一走,清完此.黑物質!

偷麒麟.把護法和身邊人,定此處!

變成黑雲卷。

⑤時空中.大多沒經歷過.難分辨。錯.對.反正!

不要用陽性粒子,那是.世命祖宗!

也不要用.陰性粒子,那裡有.被轉的.陽性粒子!

這回.我也明白了,為啥封!

不讓世命.恆闖星際了。


普雨Liuyajun


我們首先來看下,暗物質這個名詞是怎麼出現的。

在宇宙大尺度上,萬有引力的作用最為突出,萬有引力作用,使得宇宙中的所有天體表現為吸引的作用,按照吸引的結果來看,只要時間足夠,所有的物質,最後應該會重新聚合到一起。

什麼意思呢?就是說大爆炸使得所有的粒子都被炸開了,至於大爆炸的原因,這個問題超越了物理學,我們不做討論。大爆炸使得所有的東西都向外運動,但是,神奇的萬有引力作用,會使得他們減速,最後停止向外運動,並向內聚攏,最後會聚集到一起,宇宙坍縮。

但事實呢?在大爆炸之後140多億年的時間裡,大爆炸的向外噴發之力,早該結束了,而實際上,宇宙不僅沒有停止膨脹,反而是加速膨脹。這是我能探測到的事實,而這個事實與現有的宇宙模型,根本是不相容的。

如果我們不想否定現有的宇宙模型怎麼辦呢?物理學家絞盡腦汁,終於找到一個答案:宇宙中存在一種能量,這種能量的作用效果與萬有引力作用相反,它推動著宇宙膨脹。

好了,基於這樣一種假設,物理學家根據觀測到的宇宙膨脹速率,以及宇宙現有的可以觀測到的所有的質量與能量,物理學家計算出,宇宙中還有一些沒有觀測到的質量和能量,而且,佔比相當大,物理學家將這些東西命名為暗物質和暗能量。

暗物質與暗能量究竟是什麼呢?首先這些東西是理論計算出現的,其次,沒有被現有的探測手段觀測到,因此冠以暗物質暗能量之命,暗意思是說,目前為止還沒有觀測到。

暗物質暗能量完全是物理學家猜測的結果,當然,不是所有的物理學家,而且很可惜的事,我們目前還沒有證據證明暗物質暗能量的存在。而我個人認為,這種東西根本就是不存在的,行為猜錯了。


天涯掌門人


暗物質是指不發出電磁輻射然而卻對其他天體有引力作用的物質。 因為沒有電磁輻射,所以是暗的。暗物質是什麼還沒有定論。但是有各種各樣的理論模型。 運動速度很大的暗物質叫做熱暗物質,運動速度很小的暗物質叫做冷暗物質,運動速度介於兩者之間的暗物質叫做溫暗物質。

暗物質探測主要分為直接探測與間接探測。直接探測是測量暗物質與原子核相互作用而產生的閃爍光或者聲子。為了避免宇宙線的干擾,其實驗室都建在地下。探測器包括低溫探測器和惰性液體探測器,前者探測暗物質粒子在晶體吸收器上產生的熱,後者測量暗物質粒子與惰性液體碰撞產生的閃爍。中國錦屏地下實驗室的“熊貓計劃”暗物質探測器屬於後者。

間接探測是在外太空測量暗物質粒子湮滅所產生的光子或正反粒子對,或者其衰變為通常的粒子。丁肇中領導的阿爾法磁譜儀計劃和中國的“悟空”衛星都屬於這一類。

另外,也可以利用加速器尋找通常粒子碰撞而產生的暗物質粒子。


物理文化與施鬱世界線


1932年,天文學家奧爾特發現銀河系的自轉不符合牛頓力學。銀河系外側的恆星運動速度與靠近銀心的恆星運動速度沒有什麼大的差別。(在計算精度要求不高的條件下,銀河系的自轉規律用牛頓公式就足夠了。)很可能有暗物質存在。

1933年,天文學家茲威基研究后髮座星系團,用"動力學質量"和"光度學質量"計算出來的星系平均質量,差了160多倍,比值大得離譜。茲威基在論文中猜測了后髮座星系團中包含大量暗物質。

美國女天文學家魯賓在二十世紀六七十年代,發現銀河系要維持目前的轉動速度,必須遠高於目前已經觀測到的天體質量總和。於是1980年,魯賓和同事發表了一篇有關暗物質的重量級論文。

2006年,暗物質的直接證據才出現了。天文學家格拉斯﹒克洛團隊,無意間觀測到星系碰撞,巨大的威力使暗物質和正常物質分開,因此發現了暗物質存在的直接證據。

時至今日,暗物質依然是謎題。科學家們猜測暗物質是一種微觀粒子,這種微觀粒子除了產生引力作用,和其他粒子不發生任何作用。它們被稱為弱相互作用大質量粒子(WIMP)。

宇宙中的可見物質,也就是我們能觀測到的物質,只佔了宇宙總質量的4.9%,暗物質佔到了26.8%,剩下的68.3%是什麼呢?那就是更神秘的暗能量了。


最愛科學


暗物質的大名許多人都聽過,光看名字都讓人覺得這是什麼很神秘的東西,蘊含著神秘的力量。不過呢這個東西確實很神秘,連科學家都不知道它具體是什麼,有什麼特性,什麼形態,暗物質目前還只是假說。但科學家們普遍認同和苦苦追尋著它,因為,它關乎著科學界的未來。


起初,在宇宙大爆炸的模型建立之後,科學家們認為宇宙在他們面前已經很簡單,一切都可以通過牛頓的引力定律以及愛因斯坦的相對論計算得出來,科學家們像生活在田園裡一樣幸福(此時,宇宙在科學家頭頂默默說了句“你們還是圖樣圖森破”)。

隨著技術的發展,越來越多的高精設備被投入到天文、宇宙學領域,科學家們通過天體的運動速度和距離計算出遙遠星系的質量,然而,當他們把用設備觀測到的那個星系的所有物質(包括所有星球、塵埃、粒子)的質量加在一起時,得到的數值與先前計算得到的數值相差十萬八千里,算出的值比測到的值大得多。難道是計算出錯還是觀測出錯?科學家們隨後瘋狂的進行了幾十個日夜的觀測和數千次的計算,得到結果還是不變。沒等科學家們平靜下來,更多的對星系間引力作用、星系內星團運行速度的觀測和計算得到的結果同樣出現看到的和算出的值相差甚遠的情況。這下科學家們徹底炸鍋了,有少數人開始懷疑人生,認為牛頓的定律和愛因斯坦的相對論錯了,科學要改道要重新建立新的理論。大部分人還是堅信老祖宗的,他們認為計算沒有出錯,而是還有未知的質量我們看不到、測不到,那就是暗物質。



看不到也測不到,說明暗物質沒有任何輻射,溫度極低,比質子還小,均勻分佈在星系之間。只能通過計算和觀測的差值來得到它的質量引力一類特性。由於此,想要找到暗物質本體是非常難的,雖然科學家們已經通過各種手段嘗試尋找,但到現在還沒有什麼實質的進展。


這個時候,中國專門尋找暗物質的地外探測器宣佈探測到新的高能波動,或許是會是踏進暗物質大門的第一步。未來的路還很遠。


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