天文學家是如何發現暗物質的,暗物質是什麼?天文學家是如何發現它的?

時間 2022-09-04 04:27:05

1樓:幹三老師

天文學家是通過觀察宇宙中一部分星系的引力系統,最終才確定了「暗物質」的存在。暗物質,堪稱是如今科學理論中,宇宙中最神秘莫測,最引人好奇的一種物質。它看不見,摸不著,人類迄今為止的任何探測工具,都找不到它的影子;

偏偏,它的存在已經得到了我們的證實。而且,據說暗物質充斥了宇宙中絕大部分的空間,甚至佔到了百分之九十六以上。既然暗物質是如此「難以捉摸」的物質,科學家又是通過怎樣的方式,去發現暗物質的呢?

這一切,都要從引力開始說起。有人說,引力是「四大力」的本源,也是我們最與眾不同的發現,小編深以為然。不論是「經典力學」體系,還是愛因斯坦的「廣義相對論」,再到暗物質的確立;一樁樁,一件件,都是建立在引力基礎上的發現。

上世紀,nasa通過哈勃望遠鏡觀測一些星系的外部構造和引力變化,發現了乙個驚人的現象:星系邊緣的恆星公轉角度,速度,都和內圈中的幾大主星趨同。這顯然不符合「萬有引力定律」;而且,也不符合它們的質量狀況。

進而,才有了假設了「暗物質」存在於空間中,牽引了所有星體變化的這麼一種猜想。後來,雖然我們用絕大部分手段,都不能證實它的存在;但是蒲朗克發現,光子經過暗物質會被折射,因此,「暗物質」才正式被學術界所認可。

後來,我們還陸續的揭開了許多暗物質身上的「神秘面紗」。比如說,暗物質的質量,是普通原子的十倍到五十倍;宇宙牆內部不存在暗物質等等。

有一部分學者認為,暗物質一樣也是由「弦」構成的,但是一種內部構造不穩定的表現。我們能通過暗物質,找到「蟲洞」,進而穿梭到其他多元宇宙中去,目前還沒有得到廣泛認同。

2樓:小叮咚

暗物質是宇宙的重要組成部分,目前我國的目前我國四川的錦屏地下實驗室與悟空號衛星正在尋找暗物質粒子。

3樓:哈吃呢

用天文望遠鏡等一系列專業天文儀器觀察,發現有不知名的物質,後來就發現暗物質

4樓:心中的海不理

通過三種方法發現

1.直接探測,直接探測的探測器被放置在地表以下以排除宇宙線干擾。如果有幸捕捉到暗物質粒子的話,暗物質粒子會與探測器中的原子核發生碰撞,這種碰撞產生的訊號會被監測到。

2.對撞機探測,大型粒子對撞機可能會碰撞出粒子標準模型以外的新粒子。

3.間接探測,發射衛星到太空中去,監測暗物質粒子衰變或湮滅時產生的訊號,我國的「悟空」號衛星正是在做著這件事情。

但是這三種方法是在假設暗物質粒子是wimp粒子的前提下,如果不是呢?所以說對於暗物質粒子的探測還不只是這幾種方法。

5樓:希文耀

nasa通過哈勃望遠鏡觀測一些星系的外部構造和引力變化,發現了乙個驚人的現象:星系邊緣的恆星公轉角度,速度,都和內圈中的幾大主星趨同。推測是暗物質。

暗物質是什麼?天文學家是如何發現它的?

6樓:阿木子香

暗物質是宇宙中一種不可見的物質。早期是由天文學家推測出來的。

7樓:技術小輝

暗物質是我們目前無法直接觀察到的宇宙物質,它可以吸收光線,所以天文學家是通過計算天體執行的軌道發現暗物質的存在的。

8樓:小源看娛樂

暗物質本質上就是宇宙中不發光的物質。科學家是通過在研究宇宙的星系團時才發現的。

9樓:科學船塢

暗物質、暗能量是當前天文學研究中的難題,難就難在雖然科學家隱約的知道它們的存在,但是到現在為止還沒有探測到它,所以還無法真正的研究它們,只能是根據觀測結果間接地研究它們,猜測組成它們的粒子究竟是什麼?

發現暗物質之旅

既然稱它是暗物質,這說明它應該是物質,既然是物質,必然產生引力,既然是物質,那就應該有組成粒子吧,既然是有組成粒子的,那麼按照物理學研究的過程來看,就得需要知道粒子的產生與衰變的方式,也就是說要知道粒子的特徵吧,如果連這些都不知道,那就還只是猜測而已,對於暗物質其實就是這麼回事,還是猜測,不過是一種很肯定的猜測。

1884年,威廉湯姆森估算出銀河系的質量,但是結果出乎他的意料,因為質量出奇的大,在那時天文學家認為乙個星系的質量無非主要是由可見的恆星提供,但是現在估算的銀河系質量遠比可見的要大,這引起了他們的注意,他們認為肯定還存在一些「暗星體」未被觀測到,不過那時的暗星體表示的是這個意思:暗淡的星體,那時候觀測技術有限,暗淡的星星就觀測不到了。雖然意思不一樣,但是也算是發現之旅的先驅了。

1933年,天文學家弗雷德·茨威基有了重要的發現,他在研究後發座星系團成員星系的運動速度時,發現成員星系圍繞後發座星系團核心區域的運動速度實在是太快了,照這樣的速度來看,後發座星系團根本無法通過可見的物質產生的引力來維持完整,肯定還有看不到的物質在發揮著作用。1936年,天文學家辛克萊爾·史密斯在研究室女星系團時得到的現象也與茨威基發現的情況相似,經過這兩次發現之後,科學家越發覺得肯定還有什麼奇妙的東西沒有被發現,這個奇妙的東西正是「暗物質」。

真正讓暗物質研究成為主流學術研究是在1970年,兩位天體物理學家在研究仙女星系的旋轉速度曲線時確定暗物質的確在宇宙中大量存在。

暗物質的作用

暗物質作為宇宙的重要組成部分,科學家推測在宇宙中可見物質僅佔4.9%,暗物質佔26.8%,暗能量佔68.

3%,所以暗物質必然發揮著重要的作用,如上文科學家發現的那樣,暗物質在穩定著星系、星系團的結構,不至於它們在如此高的旋轉速度下分崩離析,暗物質所產生的引力作用正抵禦著宇宙的快速膨脹,而宇宙膨脹的幕後**正是暗能量。

尋找暗物質粒子

尋找暗物質粒子如同蒙上眼睛在一間黑屋裡找東西,現在已經知道暗物質粒子不參與電磁相互作用、強相互作用,參與引力相互作用,對於弱相互作用參不參與,還不清楚,假設參與弱相互作用了,那麼暗物質粒子就可能是一種弱相互作用有質量粒子(wimp粒子),如此一來就可以通過三種辦法來尋找它。

三種辦法:

1.直接探測,直接探測的探測器被放置在地表以下以排除宇宙線干擾。如果有幸捕捉到暗物質粒子的話,暗物質粒子會與探測器中的原子核發生碰撞,這種碰撞產生的訊號會被監測到。

2.對撞機探測,大型粒子對撞機可能會碰撞出粒子標準模型以外的新粒子。

3.間接探測,發射衛星到太空中去,監測暗物質粒子衰變或湮滅時產生的訊號,我國的「悟空」號衛星正是在做著這件事情。

但是這三種方法是在假設暗物質粒子是wimp粒子的前提下,如果不是呢?所以說對於暗物質粒子的探測還不只是這幾種方法。

目前我國有四川錦屏地下實驗室與「悟空」號衛星在尋找著暗物質粒子,期待暗物質粒子的發現,如果發現,這絕對是近幾十年來最重磅的天文學成果。

暗物質是怎麼發現的?

10樓:口碑小學教育

1933年,加州理工大學的瑞士天文學家茨威基在研究星系團時發現了奇怪的現象:星系相對於星系團中心的運動速度似乎太快了。星系團是星系的集合體,可以包含數百個明亮的星系,這些星系由共同的引力場束縛。

茨威基研究的星系團被稱作「後發座星系團」,距離銀河系3億光年。

茨威基的同事史密斯用當時世界上最好的望遠鏡收集了星系團中成員星系的速度。利用引力理論,天文學家可以通過星系的運動速度推斷星系團的總質量,星系的運動速度越快,說明束縛它們的引力場越強大,也就意味著星系團的總質量越大。

而茨威基通過星系速度推斷出星系團質量顯得太大了些,要比星系的質量多出幾百倍。茨威基一生從不缺乏命名新鮮事物的熱情和天才,他很快將星系團中隱藏的質量命名為「暗物質」。但由於缺乏其他的獨立觀測佐證,在之後的三十年裡,暗物質的概念不時被人提起,卻又沒有人認真對待。

11樓:須凡白昝齊

暗物質不是被發現的,而是被推測(臆測)出來的

迄今為止,暗物質尚未被發現

暗物質天文學家觀測星空,發現宇宙中的河系不正常的聚集,這種聚集的程度超過了萬有引力的係數。本著發現現實與理論不符馬上製造一種人類無法發現的物質的習慣(這個習慣的前乙個產物是著名的以太),科學家們臆測,宇宙中,喔,不,河系中存在一種無法被人類觀測到,不與電磁波產生任何耦合,只有引力的物質。因為這種物質無法與電磁波耦合(互相干涉),所以被命名為暗物質。

後來,天文學家們在觀測銀河系內部的恆星運動時,吃驚的計算出來,銀河系內部的天體運動,完全沒有受到暗物質影響。為了維護暗物質的存在,天文學家們宣布,暗物質是以暈的形式,存在於河系周邊,暗物質暈小心翼翼的吸引著其他河系,同時還更小心翼翼的不影響河系內部天體的執行。

而最新的訊息,天文學家們寄予厚望的,肯定可以檢測出暗物質的儀器(大型地下氙暗物質實驗(lux)),什麼都沒有檢測出來------在我看來,根本不存在的東東當然檢測不出來。

下面說說我個人對暗物質的理解

暗物質根本不存在,河系不正常的聚集可能有兩種理由

1相對論對質量與空間的關係闡述不夠完善,當質量達到一定程度時,量變引發質變,空間的凹陷加劇,導致河系被吸引的程度超過其實際質量造成的引力

2也許是宇宙之外有什麼東西對宇宙空間造成了影響

ps:宇宙之外這個詞非常的不科學,我知道。

12樓:小馬帶你觀世界

暗物質是什麼?暗物質是怎麼被發現的,聽聽科學家怎麼說

暗物質是怎麼發現的

13樓:匿名使用者

暗物質不是被發現的,而是被推測(臆測)出來的

迄今為止,暗物質尚未被發現

暗物質天文學家觀測星空,發現宇宙中的河系不正常的聚集,這種聚集的程度超過了萬有引力的係數。本著發現現實與理論不符馬上製造一種人類無法發現的物質的習慣(這個習慣的前乙個產物是著名的以太),科學家們臆測,宇宙中,喔,不,河系中存在一種無法被人類觀測到,不與電磁波產生任何耦合,只有引力的物質。因為這種物質無法與電磁波耦合(互相干涉),所以被命名為暗物質。

後來,天文學家們在觀測銀河系內部的恆星運動時,吃驚的計算出來,銀河系內部的天體運動,完全沒有受到暗物質影響。為了維護暗物質的存在,天文學家們宣布,暗物質是以暈的形式,存在於河系周邊,暗物質暈小心翼翼的吸引著其他河系,同時還更小心翼翼的不影響河系內部天體的執行。

而最新的訊息,天文學家們寄予厚望的,肯定可以檢測出暗物質的儀器(大型地下氙暗物質實驗(lux)),什麼都沒有檢測出來------在我看來,根本不存在的東東當然檢測不出來。

下面說說我個人對暗物質的理解

暗物質根本不存在,河系不正常的聚集可能有兩種理由

1 相對論對質量與空間的關係闡述不夠完善,當質量達到一定程度時,量變引發質變,空間的凹陷加劇,導致河系被吸引的程度超過其實際質量造成的引力

2 也許是宇宙之外有什麼東西對宇宙空間造成了影響

ps:宇宙之外這個詞非常的不科學,我知道。

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