什么是暗物质暗能量
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发布时间：2023-01-09 15:20
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时间：2023-09-17 13:11
什么是暗物质 【暗物质是什么？暗物质的发现有什么意义？】
我们常常说世界是由原子组成的.无论是银河系里的恒星，还是有智慧的人类概莫能外.\x0d现代科学将原子细分为多种不同类型的基本粒子，然后又根据它们的基本相互作用类型进行分类.\x0d我们在物理课上学到的弹性力、摩擦力、压力、支持力等等，在原子或亚原子的层面上，都是通过电磁相互作用实现的.这就是其中一种基本相互作用.除此之外，还有强相互作用（负责束缚原子核中的中子、质子等），弱相互作用（负责放射性衰变等），引力相互作用（如果引力理论最终能够结合量子力学的话）.\x0d也就是说，物理学家眼中的世界是基本粒子+基本相互作用.假如世界上有一种新的未知现象，物理学家首先会想到在已知的模型中寻找对应解释.如果实在找不到，就想办法对已有的理论修修补补，以期能解释新的发现.\x0d暗物质的概念就是这样来的.首先，天文学家发现许多星系中都存在额外的看不见的引力源.其次，宇宙学家把宇宙的膨胀速度的大小，跟所有观测到的星系、尘埃、辐射等等物质的总质量放进广义相对论方程里比较.结果发现宇宙的总质量应该远远大于已知物质的总质量.第三，物理学家曾经在计算机中模拟一团原始物质在引力和宇宙膨胀的共同作用下，逐渐聚集成星系的过程.如果假设宇宙中不存在额外的物质，那么模拟结果就和实际的观测对不上.如果假设存在一种大质量的粒子，只参与弱相互作用和引力，不参与其它相互作用的话，并且占宇宙的总质量的比例大概在20%多时，模拟结果就比较理想了.\x0d种种未知现象都迫使天文学家和物理学家提出，宇宙中存在一种”暗物质“.主流观点认为，暗物质是一种大质量、弱相互作用粒子，简称为WIMP.这种粒子不是某类具体的粒子，而是一个总称.满足这个要求的候选粒子不止一种.\x0d我记得暗物质的特点是在星系中呈球状分布，而不像原子物质聚集成一个盘.所以，地球附近的暗物质的总质量不会对我们产生影响（否则在牛顿时期就会发现了）.暗物质对于理解宇宙的形成、演化，对于完善物理学基本理论都有重要意义.毕竟，宇宙一词不但包括我们看得见的那一小部分，还得包括我们看不见的那一大部分.。
暗物质是什么
在宇宙中是否还存在不发光物质、不发光的天体？这似乎是不成问题的问题。
例如，在太阳的周围有9大行星，有月亮这类的卫星。这些行星或卫星自身并不发光，它们仅能反射光。
其实，所谓发光物质只不过是这种暂时不发光的物质处在高温、高压环境的状态而已。所以，在宇宙中是否存在不发光物质的问题，似乎是这些会发光物质所存在的状态的问题，问题是它们在宇宙中所占有的比重如何？如果把宇宙中存在于不发光状态的常见物质，如质子、中子、电子等占发光状态的比重问题，仅仅归结为在其他星系中是否存在着行星、卫星等，那还不是十分重要的问题。
因为9大行星加上可能的彗星，其总质量还不到太阳的1%，更为重要的是处在不发光状态的常见物质，是否在总质量上比发光的星体多一个量级，还是他们只占微不足道的分量，或是彼此差不多，如此等等。因为这涉及天体或星系团演化的基本规律。
而更为重要的问题是，宇宙中是否除质子、中子、电子等"会"发光的物质以外，还存在着在原则上就不会发光的物质，或者说，它们自身不仅不能发光，而且也不会反射、折射或散射光，亦即对各种波长的光，它们都是百分之百的透明体！它们就是神秘的暗物质。 许多宇宙论学家认为，宇宙中会有占90%以上暗物质的存在。
如果宇宙中存在着那种原则上不能发光的非常见物质的暗物质，那么，宇宙中包含的暗物质的多少，就决定了或至少是影响了宇宙是封闭宇宙还是开放宇宙。所谓封闭式的宇宙，就是指现今的宇宙膨胀达到相当长的一个时间后（例如800亿年），会由于万有引力使宇宙由膨胀而收缩，这又称为振荡式的宇宙；如果宇宙膨胀速度超过万有引力所引起的阻力，而无限地膨胀下去，这就称为开放式宇宙。
可见暗物质对宇宙的影响是非常大的。那么，到底有没有暗物质呢？ 尽管暴胀宇宙论对暗物质问题提出了非常有趣的假说，但从天文观测的角度说，这一可能存在有暗物质的假说，只不过是理论学家们的推测，在天文观测上并没有给出坚实的基础。
但是，近来，在10米的天文望远镜上进一步观测远河外星云，测出其中的氘核和氢核的丰度的比值比过去所知的数值约大了一倍以上。从这一数值中已经可以确定在星系四周的"晕"中，必定有非常见物质形态形成的暗物质！这是和暴胀宇宙论假定无关的，而仅由天文观测值所直接得出的结论。
就是说，宇宙中存在着暗物质，已是确凿无疑的事情。 暗物质存在与否，虽然已经得到初步证实。
但暗物质将由什么样的物质所形成？它们是什么样的粒子或是场，或是二者的统一，仍然需要进一步的研究。宇宙论的理论认为，暗物质可能有两种形态，一种称为热暗物质，即在宇宙形成物质世界时期，暗物质的候选者仍然保持其相对论性粒子状态；另一种称为冷暗物质，即在宇宙形成物质世界时期，暗物质的候选者已经是非相对论性的粒子。
这两者将在宇宙演化过程中起着不同的作用，但都不能没有。如何探索、寻找和研究已被天文观测所证什么是暗物质呢？暗物质是不发光的，但是它有显著的引力效应。
比如，对于一个星系考虑距其中心远处的天体的旋转速度，如果物质存在的区域和光存在的区域是一样的话，由牛顿引力定律可知，距离中心越远，速度应该越小。可是天文观测事实不是这样的，这就说明当中有看不见的暗物质。
目前各种天文观测和结构形成理论强有力地表明宇宙中有大约三分之一是暗物质。中微子是一种暗物质粒子，但WMAP和SDSS的结果说明，它的质量应当非常小，在暗物质中只能占微小的比例，绝大部分应是所谓的中性的弱作用重粒子。
它们究竟是什么目前还不清楚。理论物理学家猜测，它们可能是超对称理论中的最轻的超对称粒子，是稳定的，在宇宙演化过程中像微波背景光子一样被遗留下来。
目前世界各国科学家，例如中意科学家合作组DAMA实验，丁肇中先生领导的AMS实验，正在进行着各种加速器和非加速器实验，试图找到这种暗物质粒子。 科学家首次描绘暗物质，暗物质占整个宇宙组成物质的近四分之一，它不发光，可是其显著的引力效应却可以让各星系、各恒星的位置保持稳定。
多年来人类从来没有真正观察到暗物质。英国天文学家5日称，他们首次计算出了暗物质的一些包括温度、体积、密度等方面基本的物理属性。
它的温度可能高达1万摄氏度却不向外部散热；密度极低相当于每立方厘米中只存在4个氢原子；体积最小也会是一个边长为1000光年的立方体，是太阳3000万倍 实的暗物质？这是21世纪科学的又一难题。 反物质是物质的镜像。
物质由原子组成，原子又由质子、中子和电子组成。质子带正电，电子带。
通常物质中没有发现过反物质，即使在实验条件下，反质子也一瞬即逝。 当你照镜子时，看一看在镜子中的那个你，如果那个镜子里的家伙真的存在，并出现在你的面前，会怎么样呢？ 科学家们已经考虑过这个问题，他们把镜子中的那个你叫做“反你”。
他们甚至想象很远的地方有一个和我们现在的世界很象的世界，或者说是我们的世界在镜子里的像。它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。
但是反物质是什么，这一切又。
【什么是暗物质,与暗物质想反的是什么啊？】
普通物质也就是重子物质在2%—5%，而其他的则为暗物质或暗能量.简单的讲，暗物质是一种既不产生光电波信号也不吸收光电波信号的非重子物质，我们观测它一般是通过间接观测，比如说：星团撞击时我们就能通过暗物质对撞击效果产生的影响来观测它，或者，通过天体力学我们计算出的某些星团的普通物质质量根本不够使该星团处于这种形状或者状态，从而发现它的存在.暗物质随处都有，就在现在，无数的暗物质已经穿过了你的身体，你却浑然不觉.在地球上对暗物质的研究一般在地下深处，其原因很简单，地球表面有各种信号包括宇宙射线的干扰，以至我们很难观测到它的存在.完全手打 非砍踹C砍踹V.。
什么是暗物质
什么是暗物质？暗物质（包括暗能量）被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题，它代表了宇宙中90%以上的物质含量，而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到（约5%左右）。
57年偌贝尔奖的获得者李政道更是认为其占了宇宙质量的99%。暗物质无法直接观测得到，但它却能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。
科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设，但直到目前还没有得到充分的证明。 几十年前，暗物质（dark matter）刚被提出来时仅仅是理论的产物，但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。
暗物质的总质量是普通物质的6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜，但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话，那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。
不过，最近对星系以及亚星系结构的分析显示，这一假设和观测结果之间存在着差异，这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型，为暗物质本性的研究带来新的曙光。
大约65年前，第一次发现了暗物质存在的证据。当时，弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。
之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知，但是到了80年代，占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。
在引入宇宙膨胀理论之后，许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的，而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的（这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的）。与此同时，宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙，其中能量密度都以物质的形式出现，包括4%的普通物质和96%的暗物质。
但事实上，观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差，但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值，而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。
当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时，暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。
从微观上讲，它们的组成是完全不同的。更重要的是，像普通的物质一样，暗物质是引力自吸引的，而且与普通物质成团并形成星系。
而暗能量是引力自相斥的，并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以，在统计星系的能量时会遗漏暗能量。
因此，暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后，两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现，宇宙正在加速膨胀。
由此，暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotrope Probe,WMAP）的观测也独立的证实了暗能量的存在，并且使它成为了标准模型的一部分。
暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论，在一个仅含有物质的宇宙中，物质密度决定了宇宙的几何，以及宇宙的过去和未来。
加上暗能量的话，情况就完全不同了。首先，总能量密度（物质能量密度与暗能量密度之和）决定着宇宙的几何特性。
其次，宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位，但是这已成为了过去。
现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定，它目前正时宇宙加速膨胀，而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态，否则这种加速膨胀态势将持续下去。 不过，我们忽略了极为重要的一点，那就是正是暗物质促成了宇宙结构的形成，如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星，也就更谈不上今天的人类了。
宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性，但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城。而在大尺度上能过促使物质运动的力就只有引力了。
但是均匀分布的物质不会产生引力，因此今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落，而这些涨落会在宇宙微波背景辐射（CMB）中留下痕迹。然而普通物质不可能通过其自身的涨落形成实质上的结构而又不在宇宙微波背景辐射中留下痕迹，因为那时普通物质还没有从辐射中脱耦出来。
另一方面，不与辐射耦合的暗物质，其微小的涨落在普通物质脱耦之前就放大了许多倍。在普通物质脱耦之后，已经成团的暗物质就开始吸引普通物质，进而形成了我们现在观测到的结构。
因此这需要一个初始的涨落，但是它的振幅非常非常的小。这里需要的物质就是冷暗物质，由于它是无热运动的非相对论性粒子因此得名。
在开始阐述这一模型的有效性之前，必须先交待一下其中最后一件重要的事情。对于先前提到的小扰动（涨落），为了预言其在不同波长上的引力效应，小扰动谱必须具有特殊的形态。
为此，最初的密度涨落应该是标度无关的。也就是说，如果。
暗物质是什么
宇宙中有许许多多发光的星体，它们构成了各种各样的星系家族。但宇宙中除了发光星体外，还存在一些观察不到的暗物质。1915年，爱因斯坦根据他的相对论得出一个推论，即宇宙的形状取决于宇宙中物质的多少。他认为宇宙是有限封闭的。按这个推论来算，宇宙中物质的平均密度必须达到很高，但目前可观测到的宇宙密度，却比需要值小100倍。这就是说宇宙中有大量物质“失踪”了，我们无法观测到，科学家把这些“失踪”的物质叫暗物质。
最初人们猜测暗物质是弥漫在宇宙空间的气体，但实际测量结果证明，宇宙空间的气体太少了，不足以说明暗物质的存在。接着人们猜测可能是宇宙尘埃，弥散的宇宙尘埃会引起星光昏暗，但测量后发现宇宙尘埃只占星系团中恒星质量的1%。也有人提出暗物质可能是黑洞，这种体积极小而质量极大的天体由于引力极强，能够吸附附近的一切物质，包括光辐射。但实际上黑洞的数量过少，不足以解释暗物质的存在。
这些猜想都逐渐被否定，随着研究的深入，宇宙中一种神秘粒子——中微子进入人们的视线。中微子目前已经被证实是存在的，而且数量极为庞大，虽然质量尚不明确，但只要它有很小的质量就足以支撑暗物质的存在。1930年，奥地利物理学家经过大量推算，根据能量守恒定律大胆提出，物质世界里有一种极其微小的粒子，正是这种粒子带走了宇宙中失踪的那部分能量。1933年美国物理学家命名这种粒子为中微子，1956年科学证实了中微子的存在。
如今，科学家已证明某些中微子具有某种质量，这就是说，大量中微子可能就是缺失的宇宙物质，或者至少是其中一部分。但是，中微子的质量真的能对宇宙的物质组成产生如此大的影响吗？这仍然是宇宙留给我们的未知领域。
黑洞的成分是什么？什么是暗物质？
其实关于这个问题科学界本来就没有头绪.黑洞永远是把所有的物质和能量“吸进去”，所以外界接受不到任何关于黑洞的信息.举个例子来说，你一个朋友永远都管别人借钱，从来不把钱借给别人，然后有人问你，那哥们儿有钱么？你就很没头绪.这是一个道理.不过天文学者研究过，在黑洞中，由于引力过大，可以撕裂原子的结构.所以可以认为黑洞里面没有物质，只有能量.关于暗物质的话，还要从星系说起.都知道银河系的结构，就是大量的恒星和行星等物质绕着*的巨大黑洞进行一个旋绕的运动的结构.天体物理学者计算过这种模型，发现单纯的这种结构并不能维持一个稳定结构.如果各种星体单单由*的黑洞提供引力进行旋转的话，计算发现外围的星体会离散出去.但是这样的现象并没有在望远镜中观察到.后来天体物理学家重新提供了另一种模型，就是把这些星体好像是浸没在一种“液体”的环境里，这种假象的“液体”阻止了外围星体的离散，而且这种模型很成功的模拟了星系的运行规律.那么这种“液体”是什么呢？由于目前的观测手段的*，人类无法直接观察到.但是计算说明这种东西确实存在，所以这种人类观察不到的东西就被命名为叫暗物质.暗物质这种东西可以比作为星体的“空气”.空气这种东西确实存在，但是你看不到摸不着.所以暗物质也是这种类似的东西.暗物质和反物质是两个不同的概念。
暗物质是什么空间是物资吗
暗物质之一类物质的总称，人类目前知道的暗物质有中微子和黑洞，它们几乎不向外发出能量，几乎不与物质反应，极难探测.暗物质是宇宙的中要组成部分，比明物质多几倍，它们最重要的作用是引力效应，使物质能够聚集、成形，并抑制宇宙的膨胀.空间是一种物资，包罗万象，即便绝对零度的真空也是如此，它包含一种能量，名曰“真空零点能”，密度达到吓人的1095g/cm^3(E=mc^2)！千万年后，若人类掌握了真空零点能，那在宇宙的任意一点都可以从手指尖那么大的地方得到1095g物质或9'8413'6920'7168'1531.58J的能量！多潇洒啊！啥都不用带了！。
