暗物质,暗能量,我们是得到宇宙模型的

想要尝试解开宇宙中最大的谜团吗?让我们从探索宇宙学的基础开始,从而研究我们整个宇宙。
是的,这是一份真实的工作——当然,你也能理解它。
如果你想烘焙一个宇宙,你需要两种必要的材料和一种可选择的原料。
为了得到我们了解的宇宙,你需要大概25%的暗物质和70%的暗能量。
暗物质是一种完全看不见的物
【菜科解读】
宇宙是如何形成的?
正常的东西是可选择的。
想要尝试解开宇宙中最大的谜团吗?让我们从探索宇宙学的基础开始,从而研究我们整个宇宙。
是的,这是一份真实的工作——当然,你也能理解它。
如果你想烘焙一个宇宙,你需要两种必要的材料和一种可选择的原料。
为了得到我们了解的宇宙,你需要大概25%的暗物质和70%的暗能量。
暗物质是一种完全看不见的物质;无论它是什么,都不会和光相互作用。
我们不知道暗物质到底是由什么组成的,但我们知道它存在于那里,并且通过它的引力机制与其他一切事物发生相互作用。
天文学家通过暗物质对其他物体的引力间接绘制出暗物质的地图。
图片来源:美国国家航天局、欧洲航天局、D. Coe 美国国家航天局喷气推进实验室/加州理工学院和太空望远镜科学研究所,CC BY
除了暗物质,你还需要许多更神秘的暗能量。
暗能量是我们赋予所观察到的宇宙加速膨胀的名称——也就是说,宇宙每天都在以更快的速度变大。
我们怀疑暗能量与时空本身的真空有关。
换句话说,如果你有一个空盒子,没有所有的物质和辐射,你实际上有一个充满暗能量的盒子。
但除了这些微不足道的怀疑,我们被难住了。
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基本上就是这样:只要有足够的暗物质和暗能量,你就可以占据宇宙历史中所有物质的95%。
那么,可选的成分是什么呢?这就是所有的正常物质——宇宙学家称之为重子的物质——像质子和中子。
它是组成所有原子和分子、人类和行星、恒星和星系的物质。
宇宙中所有可见的物质都不重要。
但它确实会在夜空中产生漂亮的光,所以这是一个不错的奖赏。
暗网
这就是现在的宇宙:少量的正常物质,大量的暗物质和暗能量。
暗能量忙于将宇宙撕裂,但除此之外没有真正参与到日常的宇宙生活中。
暗物质聚集在一起形成一个巨大的、复杂的、像网一样的图案——被称为宇宙网。
有直径超过100万光年的巨大的暗物质球。
暗物质的长绳或细丝在这些球之间伸展。
有一些令人难以置信的荒漠地带——宇宙的虚空——里面几乎什么都没有。
但除了提供宇宙结构的支柱作用外,暗物质并没有做其他任何事情。
毕竟,它是黑暗的——不能与光相互作用——所以它只是停在那里。
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少量正常物质被困在那张暗物质组成的网中。
小团的暗物质,被称为光环,承载一个单独的星系。
而巨大的暗物质球承载着多个星系——我们称之为星系团。
这些细丝是穿越数光年的星系链的家园。
宇宙网是自然界中发现的最大的单一模式,充满了整个可观测宇宙 其实可能还有一些,当然,我们看不到更多了。
你可能会问,可观测宇宙到底有多大?目前的估计,它的直径约为900亿光年,尽管宇宙的真实大小可能要比这宏大得多。
背后的故事
那么现在的宇宙是如何变成现在的宇宙的呢?我们是如何得出所有的暗物质是分布在一个巨大的宇宙网中的呢?一百年前,我们有一个重大发现,在那之前我们还不知道所有的暗物质在发生:即宇宙正在膨胀。
每天,星系之间的距离都在变得越来越远(平均而言,偶尔发生星系崩溃是完全有可能的)这意味着宇宙和过去完全不同,在远古时期更是大不相同。
宇宙学家可以追溯到宇宙中的一切都被压缩成一个非常小、不太安分的点的时候:137.7亿年前,整个可观测宇宙只有桃子那么大,它的温度却超过了一千万亿度。
多么了不起的说法!我们怎么可能从地球上了解宇宙中如此强大的东西呢?我们可以这么说因为我们有证据证明它。
例如,我们知道,如果过去的宇宙很小,现在却如此之大,那么过去的宇宙一定要热得多 因为所有和现在相同的物质都挤在一个更小的体积里。
在宇宙历史的某个发展阶段,整个宇宙一定是个等离子体,微小的电子从它们的原子家园中被释放出来。
但在某个临界点,宇宙必须变得足够大、足够冷,才能形成第一个原子,在这个过程中释放出大量的白热辐射。
这种辐射直到今天依然存在,它让宇宙置身于一种强度小得多的微波辐射中。
我们可以用微波望远镜看到微波辐射,截至目前,它仍是宇宙唯一的最大的光源。
它是大爆炸 我们给这个过去的小宇宙模型起的名字的遗迹,就在空中,日复一日,夜复一夜。
没错,释放那些辐射与正常物质有关。
所以,尽管正常物质只是宇宙中非常小的一部分,但它仍然非常重要。
暗物质的作用是什么,解决大爆炸理论中的不自洽性
宇宙是由什么组成的?你可能会想到星球、尘埃以及广阔无垠的空间。
但是这些只是人类对于宇宙组成所理解的一小部分,我们可以从三个部分来概括宇宙的组成部分:正常物质,暗物质,还有暗能量。
正常物质只占宇宙所有能量的4%,暗物质占26%,而余下的70%左右的宇宙能量则都是暗能量。
虽然暗物质在整体宇宙能量中所占的比重很大,但现在却还不知道它由什么组成,未知大于已知。
正常的物质,包括了中子、质子、电子、中微子以及其他粒子。
而暗物质,只知道它是一种新的、不发光、不在人们现在所理解范畴内的物质。
比起宇宙全景图还要更为神奇,暗物质的作用又是什么呢?二、暗物质的作用暗物质的作用是什么呢?暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性,对结构形成也非常地关键。
暗物质很有可能是一种 或几种粒子物理标准模型以外的新粒子所构成。
对暗物质 和暗能量的研究是现代宇宙学和粒子物理的主要课题。
简单来说,暗物质就是科学家设想的用来填坑的,填的是许多无法解释的天文现象。
1933年瑞士物理学家弗里茨-兹威基 Fritz Zwichy区别用两种方法来计算后发座宇宙岛团 距离太阳系大约3.2亿光年的质量,一是“根据各宇宙岛运动速度来计算其质量”,二是“根据各宇宙岛内的太阳亮度来计算其质量”。
但前者所得质量是后者的400倍。
为解释这一矛盾,他提出宇宙岛中存在“无法看到的质量”。
而这个质量就是暗物质的质量。