光子有沒有可能是暗物質?


我們常聽到科學家在尋找“什麼是暗物質”的答案,這一問題的解答確實非常難懂。那麼就浮現了一個我們肯定非常好奇的問題:暗物質是否可能是光呢?這一問題可能聽起來有點不可思議,但還是值得我們一番思考。


光子有沒有可能是暗物質?


我們看不到天體和太陽之間的光線,但我們知道它確實存在,因為在天體撞擊或毀滅時會產生光照。我們也認為太空是真空的,但如果並不是呢? 如果宇宙完全由光粒子組成的“大氣層”填充著呢? 就像我們呼吸的空氣一樣,我們看不到它,我們只能看到它如何影響我們周圍的環境。 如果有人試圖將所有從恆星,類星體和星系中消逝的光粒子加起來......


光子有沒有可能是暗物質?


那麼是否有可能它們加起來正好等於缺失的暗物質? 或者,在太空中所有天體上發生的所有來自光粒子被破壞並釋放能量的反應,加起來是否正是被測量並歸因於暗物質的斥力?


光子有沒有可能是暗物質?


宇宙中充滿著光。你可能曾聽說過宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background)這一說法,這麼說是因為它在電磁波譜的微波範圍內最容易檢測到。這些光是宇宙大爆炸理論最好的證據之一。隨著宇宙膨脹,光的波長變得更長,“溫度”也逐漸冷卻。現在我們所說的溫度3開爾文(-270攝氏度),是因為這些光在3K的溫度下具有黑體的光譜(參見這裡黑體的定義)。


光子有沒有可能是暗物質?


這意味著當宇宙比現在小1000倍時,它們的溫度將達到3000 K。該溫度下,電子會與原子核結合形成原子。(高於這個溫度或在宇宙這段歷史之前其不會結合在一起)。原子第一次形成之時,光子釋放成為了微波背景輻射,宇宙第一次變得透明,而我們看到的CMB光子便是當時釋放的光子。


光子有沒有可能是暗物質?


從我們知道宇宙中充滿了光後,我們就可以計算出有多少能量蘊含其中,並在宇宙模型中對其進行解釋。 計算之後,我們所說的暗物質就是額外缺失的質量。

你提到的“斥力”與暗物質也不同。我們稱之為“暗能量”或“宇宙常數”,它既可以從宇宙膨脹在加速中觀察到,也可以從宇宙中的總能量密度大於正常物質和暗物質加起來所佔的總能量密度中發現。

相關延伸知識

暗物質是一種假設的物質形式,它被認為大約佔宇宙物質的85%,以及佔宇宙總能量密度的四分之一。大多數的暗物質被認為是自然界中的非重子物質,其可能由一些尚未發現的亞原子粒子組成。它的發現是由於人們從各種天體物理觀測中得到的啟發,包括引力效應。因為除非出現比當前可見物質更多的物質,不然引力效應將難以解釋。因此,大多數專家認為暗物質普遍存在於宇宙中,並對宇宙的結構和演化產生了重要的影響。暗物質之所以被稱為暗物質,是因為它似乎不與可見的電磁輻射,比如光,相互作用。因此,其對整個電磁光譜來說是不可見的,這使得用普通的天文設備對其進行觀測變得非常困難。


光子有沒有可能是暗物質?


從引力透鏡產生的效應,星系團CL0024+17內部被發現存在有一個暗物質圈,在這張哈勃太空望遠鏡像片裡以藍色顯示出來。

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除


分享到:


相關文章: