為什么說宇宙中藏有“暗物質(zhì)”
隨著科技的不斷發(fā)達(dá),人們的不斷探索。人們開始觀察宇宙,尋找適合人們生活的第二個星球。某些星系團(tuán)根據(jù)發(fā)光物質(zhì)&ld;數(shù)&rd;出來的質(zhì)量遠(yuǎn)小于根據(jù)星系運動&ld;稱&rd;出來的質(zhì)量,宇宙中可能存在大量的暗物質(zhì),為什么宇宙中藏有&ld;暗物質(zhì)&rd;呢?下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。
1933年,瑞士天文學(xué)家茲維基就是這樣估計星系團(tuán)的質(zhì)量的。他驚訝地發(fā)現(xiàn),某些星系團(tuán)根據(jù)發(fā)光物質(zhì)&ld;數(shù)&rd;出來的質(zhì)量遠(yuǎn)小于根據(jù)星系運動&ld;稱&rd;出來的質(zhì)量,兩者竟相差10倍以上!這說明星系團(tuán)內(nèi)發(fā)光物質(zhì)太少,大部分物質(zhì)可能是不發(fā)光的!茲維基稱其為&ld;短缺質(zhì)量&rd;或&ld;無蹤質(zhì)量&rd;,意為一部分物質(zhì)無影無蹤不知上哪兒去了。
一開始并沒有人重視茲維基的結(jié)果。過了將近40年后,類似的情況越來越多,天文學(xué)家開始明白,宇宙中可能存在不發(fā)光的物質(zhì)。它們雖然不發(fā)光,但是有引力,所以能夠感覺到它們的存在。天文學(xué)家把這種不能直接看見的物質(zhì)統(tǒng)稱為&ld;暗物質(zhì)&rd;。
現(xiàn)在有越來越多的觀測證據(jù),例如星系團(tuán)的形態(tài)、星系自轉(zhuǎn)、引力透鏡、星系團(tuán)發(fā)出的X射線、宇宙微波背景輻射各向異性等都表明,宇宙中可能存在大量的暗物質(zhì)。
先說星系團(tuán)的形態(tài)。星系團(tuán)中的星系都在快速運動著,但100多億年來,星系團(tuán)居然一直保持團(tuán)狀而不瓦解,內(nèi)部一定有一種強大的引力將團(tuán)內(nèi)星系緊緊吸引住,否則這些星系早就會于快速運動而四處飛散,星系團(tuán)也早就土崩瓦解了。提供這種引力的主要就是暗物質(zhì)。不僅如此,星系團(tuán)的形成過程也應(yīng)該有暗物質(zhì)作為&ld;陷阱&rd;,吸引發(fā)光的物質(zhì)落入其中而形成星系。
再說星系的自轉(zhuǎn)。天文學(xué)家原以為星系邊緣的恒星,一定也像行星繞太陽轉(zhuǎn)動那樣,距離越遠(yuǎn),速度就越小,繞行的速度大致同距離的平方根成反比,這就是所謂的開普勒運動。1975年,美國女天文學(xué)家維拉&iddt;魯賓發(fā)現(xiàn),旋渦星系里大多數(shù)恒星都以相同的速度繞星系中心轉(zhuǎn)動,這與上述論完全相悖。最流行的解釋就是星系暈里有大量的暗物質(zhì),它們的引力造成了星系奇特的轉(zhuǎn)動曲線。
不僅如此,對宇宙密度的測量結(jié)果等表明,個宇宙的物質(zhì)組成中,可見物質(zhì)同暗物質(zhì)的質(zhì)量之比大致在1:5到1:6之間。所以說,暗物質(zhì)對我們個宇宙都至關(guān)重要。
那么暗物質(zhì)是什么組成的呢?可能有兩種。一種就是普通物質(zhì),也就是所謂的重子物質(zhì),比如褐矮星、黑矮星、中子星、黑洞等發(fā)光微弱的天體。它們可以參與電磁相互作用,即可以發(fā)射光或吸收光。但是于太小、太冷或太遠(yuǎn)而不能被目前的望遠(yuǎn)鏡探測到。不過,根據(jù)論研究可知,重子物質(zhì)不可能占到這么高的比例。所以絕大部分暗物質(zhì)可能是另一種物質(zhì)‐非重子物質(zhì)。非重子物質(zhì)不參與電磁相互作用,不會發(fā)光,也不會吸收光。按運動快慢,它又分為熱暗物質(zhì)和冷暗物質(zhì)。但是,宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)表明熱暗物質(zhì)沒有這么多,所以暗物質(zhì)應(yīng)該主要是冷暗物質(zhì)。冷暗物質(zhì)最有可能的候選者有渺中子、軸子、引力微子等。渺中子是超對稱論預(yù)言的粒子,它非常重,質(zhì)量可以達(dá)到質(zhì)子的1000倍。不過在宇宙中的分布非常稀疏。軸子也是論預(yù)言的粒子,其質(zhì)量非常小,只有質(zhì)子的100萬億分之一,但是密度非常大。目前對暗物質(zhì)粒子的探測還在進(jìn)行中,尚沒有確定的結(jié)果。