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| 2010/12/04 17:52:43瀏覽795｜回應0｜推薦3 | |
在宇宙學中，暗物質是指那些不發射任何光及電磁輻射的物質。 人們目前只能通過引力產生的效應得知宇宙中有大量暗物質的存在。 現代天文學通過引力透鏡、宇宙中大尺度結構形成、微波背景輻射等研究表明： 我們目前所認知的部分，大概只占宇宙的 4％，暗物質占了宇宙的 23％，還有 73％ 是一種導致宇宙加速膨脹的暗能量。 暗物質很有可能是一種（或幾種）粒子物理標準模型以外的新粒子。 暗物質與普通物質的區別 普通物質是那些在一般情況下能用眼睛或借助工具看的見、摸得著的東西，小到原子、大到宇宙星體。 普通物質總是能與光或者部分波發生相互作用，或者在一定的條件下自身就能發光，或折射光線，因此能夠被人們感知、看見、摸到或者借助儀器測量得到。 但是暗物質恰恰相反，它根本不與光發生作用，更不會發光，所以對各種波和光不會反射、折射或散射。 它們都是百分之百的透明體，所以在天文上不管是電磁波、無線電還是紅外射線、伽馬射線、X射線，統統都不能看到暗物質。 暗物質存在的證據 2006 年，美國天文學家利用錢德拉 X 射線望遠鏡對星系團 1E 0657-56 進行觀測，無意間觀測到星系碰撞的過程，其碰撞威力之猛，使得黑暗物質與正常物質分離開來，因此這成為了暗物質存在的直接證據。 尋找暗物質存在的證據 誰最先發現暗物質呢？ 1930年代，瑞士天文學家弗里茨 茲威基 Fritz Zwicky（1898-1974）發表了一個驚人結果： 在星系團中，看得見的星系只占總質量的 1/300 以下，而 99% 以上的質量是看不見的。 茨威基首先發現了暗物質的存在，他的發現大大推動了物理學的發展，對科學的重大貢獻是不可估量的。但當時許多人並不相信茨威基的結果。 由於暗物質根本不與光發生作用，更不會發光，在天文上用光的手段絕對看不到暗物質。 萬物之間存在萬有引力，太陽系的九大行星圍繞太陽旋轉，越往外其轉動的速度越低，比如地球繞日速度是每秒 30 公里，高於火星，而火星的速度又高於位於它之外的木星，這是典型的中間有一顆大恒星的行星系表現。 1970 年代初，科學家在觀測宇宙一些星系（包括銀河系中的恒星）運行速度時，就發現越往外，圍繞中心的速度並不都是衰減下去，而是和內圈恒星的速度差不多。 這與越往外，物質越少，引力也越小，速度也應該越低的常規不符。 由此反推，此時雖然外圈的那些能被直接觀測到，數出來的星星數目變少了，但其實內部的物質數量並沒有減少，引力也沒有變小，只不過觀測不到而已。 科學家們大膽地猜測：宇宙中一定有某些物質沒有被我們的天文觀測所發現，這些物質被稱為〈暗物質〉。 UGC10214 星系〈中圖〉 UGC10214 星系是天文學家們發現的一個典型例子，其中的物質不停地向它自己的週邊流出，但在其週邊卻看不到任何別的星系存在。 據猜測，該星系的旁邊存在著一種〈暗星系〉，這些物質流就是在暗星系引力的作用下才流出來的。 科學家認為，通過測量物體圍繞星系轉動的速度，可以找到暗物質存在的證據。 根據人造衛星運行的速度和高度，就可以測出地球的總質量。 根據地球繞太陽運行的速度和地球與太陽的距離，就可以測出太陽的總質量。 同理，根據物體（星體或氣團）圍繞星系運行的速度和該物體距星系中心的距離，就可以估算出星系範圍內的總質量。 結果發現，星系的總質量遠大於星系中可見星體的質量總和，推算的結果： 星系中的暗物質約占宇宙物質總量的 20-30%。 2003年7月28日，以亨克-霍克斯特 Henk Hoekstra 為首的加拿大多倫多約克大學 York University in Toronto 的天文學家成功測出了看不見的 (暈圈，星系光環) 的大小並確定了其形狀。 根據最新的天文學理論，這些星系由暗物質構成。 多倫多約克大學的天文學家解釋稱，這些光暈的體積要比看得見的發光星系體積大 5—8 倍。
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