宇宙暗物质的八大证据

创作时间:

2025-01-22 01:16:13

作者:

@小白创作中心

宇宙暗物质的八大证据

暗物质的存在是通过多个天文学现象和实验间接推测得出的。虽然暗物质无法通过电磁波（光、红外、X射线等）直接观测，但有强有力的证据表明它在宇宙中占据重要地位。

星系旋转曲线

星系旋转曲线是暗物质存在的最早也是最直接的证据之一。科学家通过观察螺旋星系的旋转曲线发现，星系边缘的恒星旋转速度比预期的要高。根据牛顿引力定律，如果只考虑可见物质的引力，星系边缘的恒星应该转得更慢。然而，观测到的恒星速度几乎保持恒定，这表明在星系的外侧存在着大量的看不见的物质，通过引力保持这些恒星高速旋转。这种物质被称为暗物质。

代表性例子：20世纪70年代，薇拉·鲁宾（Vera Rubin）和同事通过观测螺旋星系的旋转曲线，发现了恒星的速度异常稳定，这成为暗物质存在的重要证据之一。

引力透镜效应

根据爱因斯坦的广义相对论，大质量天体能够弯曲周围的时空，使得光线也随之发生偏折。当观测到远处星系的光线经过一些“看不见”的质量发生明显弯曲时，科学家推测这种引力效应是由于存在大量不可见的物质——即暗物质所造成的。

例子：在星系团中，科学家利用引力透镜效应来测量质量的分布，发现星系团中的可见物质（如恒星和星系）仅占总质量的一小部分，其余大部分质量必须来自看不见的暗物质。

星系团的质量分布——星系团中的暗物质

通过不同方法测量星系团的质量，科学家发现实际测得的质量远远大于星系团中可见物质的总质量。

X射线测量：星系团中的气体会发出X射线，科学家可以通过这些X射线测量气体的质量。利用这些测量加上可见恒星的质量，发现远小于根据星系团内引力作用估算的总质量。
引力透镜：通过观测背景天体光的偏折程度，也可以得出星系团的质量。这种方法也支持存在大量不可见的物质，即暗物质。

宇宙微波背景辐射（CMB）

宇宙微波背景辐射（CMB）是大爆炸后留下的微波辐射，它提供了关于宇宙早期的信息。通过对CMB的细微波动进行分析，科学家可以推测宇宙中物质的构成。

WMAP和普朗克（Planck）等卫星的观测显示，宇宙中有大量物质无法通过可见光检测到。这些分析显示了宇宙中的暗物质占据了物质的很大一部分，其引力对宇宙结构的形成和演化起到了重要作用。

宇宙大尺度结构的形成

宇宙大尺度结构（如星系、星系团的分布）能够形成，是因为早期宇宙中的引力不均匀导致物质的聚集。计算机模拟表明，仅凭普通物质的引力不足以形成现在观察到的宇宙大尺度结构，只有假设存在大量的暗物质，才能解释这些结构的形成和演化。

引力束缚的证据——星系的稳定性

星系中的恒星相对于星系的中心进行运动，如果没有足够的引力来束缚这些恒星，星系结构将无法保持稳定。然而，通过计算可见物质的引力，这些引力不足以解释恒星能稳定地保持在星系内的运动，说明有额外的质量存在，这些看不见的质量被认为是暗物质。

宇宙元素丰度

大爆炸核合成预测了轻元素（如氢、氦、锂）在宇宙早期的丰度。这些预测与观测到的轻元素丰度相吻合，但这些元素丰度也表明，宇宙中的普通物质（可见物质）只占宇宙总质量的一小部分，而暗物质占比则要大得多。这进一步支持了暗物质的存在。

观测到的碰撞星系团——“子弹星系团”

子弹星系团（Bullet Cluster）的观测为暗物质的存在提供了直接证据。在子弹星系团的碰撞中，热气体在碰撞中被拖慢，但通过引力透镜效应观察到的质量分布表明，质量大部分并不与热气体同处，而是直接通过了碰撞。这表明大部分质量来自暗物质，而这种物质几乎不与普通物质发生碰撞或相互作用。

在我们的宇宙当中有着很多未解之谜，等待人类去发现也正是如此现如今科学家们仍在加紧速度去研究这些宇宙中的未知秘密。但需要研究这些未知秘密，人们还需要延续几十年，乃至上百年一代又一代的科学家们，奋发图强，奋勇直追，才能研究出这些秘密。那么在宇宙中它的暗物质和暗能量究竟是什么？两者的一个区别究竟在哪些地方？其中的表现主要体现在以下几点。

一、暗物质是参与构成宇宙的一种物质。

首先第一点就是暗物质它是参与宇宙构成的一种物质，这种物质它占占据着宇宙98%的质量。但这种东西人们看不见也摸不着，只能估摸它在宇宙中它是的的确确存在的，主要目前人类并没有一个很好的科技产品能够探测出它的存在。而暗能量却是另外一种东西，这种东西它也是能量的一种，只不过这种能量，它的爆发性比我们平常所知道的能量的爆发性更加的恐怖，很有可能这种东西就是宇宙大爆炸所爆发出来的能量。