人类尚无法理解、但确信其存在的——暗物质

接着上文,我们还是要从宇宙的模型当中入手,目前人类更倾向于宇宙始于大爆炸而终于奇点的模型,以至于后面是否还会再次大爆炸,并不深究。

接着上文,我们还是要从宇宙的模型当中入手,目前人类更倾向于宇宙始于大爆炸而终于奇点的模型,以至于后面是否还会再次大爆炸,并不深究。

通过计算,我们可以得出一个宇宙扩张的临界密度值,也就是说,在这个数值之前的宇宙处于扩张状态,而到达这个临界密度之后,又会开始收缩。这个密度非常小,那是因为这是整个宇宙的平均密度,包括了可见星系和星系之间的空间。

人类尚无法理解、但确信其存在的——暗物质

那我们到底能不能算出这样的临界密度呢?可以。用理论的方法可以出来。注意这里说的是计算出来,而想要对比真实的密度就需要测量。那我们能不能测出来宇宙当前的实际密度呢?

体积除以质量等于密度。科学家只需要计算某片区域星系的质量,再估算该区域的大小,两者相除,就能算出来了呗。然而科学家们在很多片空间区域计算的结果却让人大吃一惊,计算出来的实际密度要比那个非常小的理论临界密度还要小!

人类尚无法理解、但确信其存在的——暗物质

这是哪里出了问题呢?

因为理论的临界密度是指宇宙平均的密度,而我们可以测算的只是可见星系的平均密度,最终计算结果出现偏差也就是因为在我们尚无法观测的黑暗区域,也有物质的存在,正是这些物质的存在,提高了宇宙的平均密度,也导致了当前实际的星系密度要小于理论临界密度。

简单点说就是现在可以算出来的可见星系的密度确实很小,甚至小于最小的理论临界密度。但如果加上密度较大的不可见物质,当前宇宙的平均密度就要比理论临界密度大得多了。

人类尚无法理解、但确信其存在的——暗物质

这些“黑暗物质”并非是由计算的方式证实其存在,而是由“万有引力”证实。因为我们无法计算看不见的东西。但我们通过对比星系中可见部分的移动速度和星系外物质的运动速度,发现前者要慢一些,这说明不可见物质也就是黑暗物质是存在的,因为这些黑暗物质的引力作用,星系外围的物质才没有飞散开。而且在观测某些巨大的星系群时,一些星系的运动非常剧烈,本该逃逸飞离所在的星系群,但收到了某种物质的引力作用,使它们留在了星系群里。

半人马座星团

曾经我们认为恒星燃烧剩下的星团是暗物质的真实身份,但是却没有在宇宙中找到数量足够多的这样的物质,包括黑洞也没有发现几个,而无线电天文学家也没有发现低能量的气体物质,X射线天文学家同样对于高能气体一无所获。

现在的科学家普遍认为宇宙中暗物质是由另一种和我们所熟悉的粒子不同的粒子组成,我们必须假定这种粒子的存在并遵循万有引力,而且从宇宙爆炸存在至今,并遍布宇宙的角落,这样的话,暗物质的问题才能被解决。

暗物质到底有多少呢?星系可以容纳的暗物质比可见物质多10倍以上,而星系群可以包含的更多。甚至在巨大的星系群中,超过95%的质量都是暗物质。按照目前最好的计算数据,即便是加上这些暗物质,计算得出的当前实际宇宙密度还是小于理论临界宇宙密度,大约只有临界密度的三分之一。

暗物质确实存在,但远远不止现在所理解的这一部分。在遥远宇宙的角落,还有一些质量很大、真实存在,而又没法被我们看到的物质,这些暗物质的背后,藏着宇宙的秘密。

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