如果沒有暗物質宇宙將會怎樣?

東北老胡1954


關於宇宙最令人費解和違背直覺的事實之一是,我們在地球上日常生活中所熟悉的所有“東西”只佔地球上所有“東西”的5%。構成我們身體、行星、太陽系和整個銀河系中所有正常物質的質子、中子和電子只佔宇宙物質的一小部分。即使在我們所探測到的其他東西——中微子、光、甚至黑洞——上做了預算,它也遺漏了95%的東西:暗物質(27%)和暗能量(68%)。

  • 圖注:宇宙中暗物質分佈的三維地圖。通過測量整個宇宙中星系的平均形狀,科學家可以檢測是否僅僅由於存在中間質量而存在任何扭曲。這種弱引力透鏡技術是我們測量宇宙中暗物質分佈的方法。

特別是暗物質,是最神秘的事物之一。天體物理學家幾乎肯定它一定存在,因為它從一整套獨立測量的間接證據是壓倒性的。因為我們從來沒有直接檢測到任何粒子可能負責它,許多專家和外行一樣仍然懷疑它的存在。但如果我們的宇宙沒有任何暗物質,那麼,我們的宇宙將是一個完全不同的地方。

  • 圖注:在熱的、稠密的、膨脹的宇宙的早期階段,產生了大量的粒子和反粒子。隨著宇宙的膨脹和冷卻,出現了數量驚人的進化,但是早期產生的中微子從大爆炸後的1秒到今天幾乎沒有變化。

138億年前,大爆炸還是會發生的。粒子和反粒子會大量產生和湮滅,留下少量的質子、中子和電子留在輻射海中。在早期的宇宙中,它是如此的熱、稠密和富有能量,以至於質子和中子能第一次融合在一起形成重元素,高能粒子和光子反作用於這一過程,再次將融合的原子核炸開。

在沒有其他因素的作用下,只有一個因素可以決定宇宙在形成任何恆星之前將充滿哪種元素:宇宙中每一個重子(質子和中子的總和)有多少光子(或光量子)。宇宙是否有暗物質無關緊要;這是決定在大爆炸中產生了多少氫、氦、鋰等的一個因素。

  • 圖注:大爆炸核合成預測的氦-4、氘、氦-3和鋰-7的丰度,觀察結果顯示在紅圈內。注意這裡的關鍵點:一個好的科學理論(大爆炸核合成)對應該存在的和可測量的進行穩健、定量的預測,並且測量值(紅色)與理論的預測非常吻合,驗證它並約束替代方案。這些曲線和紅線是針對3種中微子,或多或少會導致與數據嚴重衝突的結果,特別是氘和氦-3。

但一旦最初幾分鐘過去,暗物質的存在或不存在就變得極其重要。早期的宇宙幾乎是完全一致的,宇宙中的平均密度幾乎相同。但是宇宙中存在著微小的波動——不完美,隨著時間的推移,引力將不斷增長,最終產生恆星、星系、星系團,甚至更大的結構。

引力作用使宇宙中的物質崩塌,而輻射則將這些緻密的結構推回,使它們分開。如果宇宙中所擁有的只是正常物質和這種輻射,這將導致在某些尺度上有大量的結構,同時在其他尺度上消滅所有的結構。這種效應在沒有暗物質的宇宙中是最大化的。

  • 圖注:重子聲波振盪導致的聚集模式的一個例證,在重子聲波振盪中,在距任何其他星系一定距離處發現星系的可能性取決於三種成分之間的關係:暗物質、正常物質和輻射。如果根本沒有暗物質,那麼星系之間的相互關係就不會像我們在宇宙中出現的那樣強大。

當這一切發生時,宇宙仍然會膨脹和冷卻,這意味著最小的宇宙尺度將比最大的宇宙尺度更早地經歷這種崩塌和推回現象。在宇宙冷卻到足以使宇宙形成中性原子之前,這種效應是極其重要的,這意味著大爆炸餘輝(宇宙微波背景)的波動圖將揭示這些振盪。

特別是,您可以測量任意兩個位置之間的溫差,並查看平均溫差如何隨這兩個位置之間的距離而變化。科學家稱之為重子聲波振盪的崩塌和推回效應,將以這種波動模式出現。

  • 圖注:模擬的各種角尺度上的溫度波動,在測量輻射量的宇宙中,然後是70%暗能量、25%暗物質和5%正常物質(左),或是100%正常物質和無暗物質(右)的宇宙中,在CMB中出現。在峰的數量,以及峰的高度和位置上的差異,很容易看到。注意兩個圖之間y軸上的刻度差異。

一旦中性原子形成,來自輻射的推力就會停止,引力就可以自由地做它最擅長的事情:把宇宙中的每一個質量吸引到宇宙中的每一個其他質量。氣體雲會形成、崩塌並創造宇宙中最早的恆星,就像它們在富含暗物質的宇宙中所做的那樣。

但是,如果沒有暗物質附加的引力效應,那些最初的恆星將導致一場災難。恆星不僅會發出可見光,還會發出大量的紫外線和電離輻射。它們發射出粒子噴流,以恆星風的形式吹走大量快速移動的物質。對於第一顆比今天的恆星質量大得多的恆星來說,這些影響甚至更為嚴重。

  • 圖注:超熱的年輕恆星有時會形成噴流,就像獵戶座星雲中的赫比格哈羅天體,距離我們在銀河系的位置只有1500光年。來自年輕的大質量恆星的輻射和風可以給周圍的物質帶來巨大的衝擊。

如果沒有暗物質,恆星風和紫外線輻射的聯合作用將給周圍的物質帶來如此強烈的“衝擊”,它不僅會被吹回到星際介質中,而且會在引力上完全脫離剛剛形成的巨大星團。

當這些恆星進一步演化並消亡,這可能意味著這些早期恆星中的大多數都是超新星時,這些恆星的噴射物移動得如此之快,以至於——同樣,如果沒有暗物質的話——它們在引力上與最初塌縮形成這些恆星的剩餘物質脫離。與我們的宇宙不同,在我們的宇宙中,融合在一代恆星中的物質被回收到下一代中,這第一代恆星很可能是沒有暗物質的末日。

  • 圖注:蟹狀星雲,如圖所示,有來自五個不同觀測站的數據,顯示了物質是如何從超新星中噴射出來的。這裡展示的物質跨度約5光年,起源於一顆1000年前超新星的恆星,它告訴我們噴出物的典型速度約為1500公里/秒

在較小的宇宙尺度上,這意味著存在的唯一太陽系將極其簡單化。如果沒有能力將這些元素從一代恆星循環到下一代恆星,那就意味著原行星盤中就沒有形成岩石行星所需的重元素。如果沒有大量的碳、氮、氧和更重的元素,如硅、磷、銅和鐵,不僅生命是不可能的,而且宇宙能形成的行星只有氫和氦組成的氣態世界。

此外,沒有這些較重的元素來幫助冷卻原始恆星,因為它們形成的恆星數量少而質量大。今天,宇宙中的平均恆星大約是太陽質量的40%;沒有暗物質,平均恆星大約是我們的太陽的10倍。

  • 圖注:在一個沒有暗物質的宇宙中,恆星和行星將與我們今天看到和知道的完全不同。一般恆星的質量要比我們的太陽大得多,而典型的行星只有氣態巨行星,沒有能夠形成岩石核心的重元素。

在銀河系星系的尺度上,仍然有大量的物質聚集在一起形成圓盤,而這些圓盤仍然會旋轉並散落著恆星。但是,如果沒有暗物質,這些星系將顯示出與我們今天看到的星系的兩個主要區別。

  1. 在沒有暗物質的情況下,在經歷了第一次主要恆星形成事件之後,星系將失去大量的氣體,這些氣體會立即形成新恆星。氣體仍然可以從微小的合併和周圍的星系際介質中進入它們,但它們將比現代星系擁有更少的形成新恆星的物質。
  2. 沒有暗物質的螺旋星系會像我們太陽系那樣旋轉:內部物體比中心物體旋轉得快得多。

絕大多數星系都有平直的旋轉曲線,其中外天體的運動速度和內部的速度一樣,是宇宙中暗物質的另一個結果。

  • 圖注:宇宙細絲,形成宇宙網絡。

在更大的宇宙尺度上,整體結構將顯著減少。在一個沒有暗物質的宇宙中,宇宙網絡沒有看不見的“骨架”;相反,結構的形成僅僅基於正常物質的強度。這意味著,不是一個宇宙網絡,在那裡,纏繞著星系,把連接大星系群的細絲連接在一起,只會纏繞著中等大小星系的孤立島嶼,而沒有別的東西。

當然,一些星系仍然會聚集並聚集在一起,但在沒有暗物質的宇宙中,它們的數量將少得多。從微弱和強烈的引力透鏡信號到星系群碰撞,再到宇宙的功率譜,對宇宙大尺度結構的觀測,每一個可測量的尺度都會大相徑庭。

  • 圖注:無論在大尺度還是小尺度上,宇宙結構的形成在很大程度上取決於暗物質和正常物質的相互作用,以及起源於量子物理的初始密度漲落。出現的結構,包括星系團和更大尺度的細絲,是暗物質無可爭辯的結果。

最後,所有最小的星系——那些只包含成百上千顆恆星的星系——根本不可能存在。在我們的宇宙中,它們是由大約100000個太陽團的正常和暗物質團產生的,其中恆星形成的一個片段噴射出氣體。儘管如此,暗物質仍然存在,並將恆星按其自身的束縛結構維繫在一起,直到今天。在一個沒有暗物質的宇宙中,恆星形成的同一幕將使原星系完全分離,只留下許多單獨的、未受束縛的恆星。

有許多不同的證據表明暗物質的存在,但是我們可以認為,我們的宇宙的所有方式都是不同的,如果我們沒有觀測到暗物質的話,那麼我們的宇宙就不一樣了。如果你喜歡宇宙是如此緊密地結合在一起的事實,你就應該感謝暗物質。即使你不相信它,它也是形成你的宇宙的關鍵因素。


科技領航人


如果沒有暗物質,宇宙將會怎樣?回答這個提問首先應清楚在宇宙中沒有暗物質的這種狀況,情況這事不可能

存在,發生,故宇宙將會怎樣,宇宙仍將是宇宙,不可撼動。問題說到暗物質提到宇宙現將其關係影響談談做為對提問的回答!何為暗物質我認為準確的稱謂應稱其為陰性物質它活躍生存宇宙中,它是宇宙生命構成的重要組成不可缺的因素,宇宙生命的生存發展離不開它,陰性物質或稱暗物質既是宇宙獨立個體生命又是眾多宇宙複合體生命的積極參與者支持者陰性物質的特性起點高速度快擁有空間而不佔有空間。物質分陰陽,人對陽性物質世界的認知感覺體驗靠眼耳鼻舌身意,人對陰性物質構成的世界認知感覺體驗靠什麼呢?天眼,松果體若人真有能力開天眼,激活松果體會另有一番生命體驗的感覺,層次不同的生命是有差異區別的。陰性物質或稱暗物質,隱物質,人類肉眼識別不了,陽性物質或稱顯物質用人類肉眼去識別方便清楚。在宇宙,在宇宙中由陰陽物質構成組合的不同世界裡展現展示了形形色色的我,它就是道宇宙生命的演化。在宇宙中大部份存在不是暗物質而是暗能量,這個暗能量它是道宇宙生命存在演化顯示的象徵一切生命物質存在的有力見證,這個道暗能量,生命存在的能量,這個心能不分陰陽一切生命物若沒了它便會失去生命消失在茫茫宇宙中道的運行推動了宇宙及其生命的生存發展逐步走向頂峰,讓一切生命展示輝煌價值,謝謝宇宙大道,謝謝師父的邦助支持助人類走向光明美好未來離苦海得解脫獲新生當這一切來臨之時不少人會喜極而泣。它是不知多少無數無量眾生的期盼等待它是一切生命物質生存發展的動力稱為一切生命的總體能量,它就是道就是一就是宇宙生命能量是所有一切生命物質的核心源泉這個暗能量稱為心能,它是眾多生命通過演化努力不斷加持的結果,這個生命總體能量,將由大家分享。它的聚散分合,重新分配將改變更新人類生命,宇宙世界及生命讓所有生命人類共同走向幸福美好的未來,實現一個大光明的世界讓天堂,極樂世界降落人間。從這些宇宙生命能量演化生存發展看有道宇宙的生存演化,暗物質將不會沒有且隨宇宙生命的演化永恆存在在宇宙的演化中生命的更新世界的改變將隨道而行這是我對問題的回答!


徐相桂


開採暗物質需用到外星空氣壓縮氣割機割開,用外星人體感應科技,在人體皮膚上割開小口安上感應器,利用衛星遠程遙控機器人勞動搬運暗物質,還要用到像保溫壺一樣的運輸工具,把暗物質運到第二行星的遠月亮地心內,讓第二星球的遠月亮脫離第二星球引力繞太陽運轉。

在運輸前先把第二星球的遠月亮地心內的垃圾清理掉,再從內像修補漏氣的麵包車帶一樣把漏氣的地方從裡面補住,外面從北極向南極方向延伸的可能是六條地縫溝填平防漏氣。

在第二星球遠月亮北緯七緯度線左右有四個地熱谷主含火鹼成分,作用是定南北極向太陽方向,北極一年四季背對太陽,南極一年四季面向太陽運轉形成白天黑夜,需找到四個地熱谷看地熱谷面積和火鹼量。


士科856


科學研究認為,我們的宇宙中常見物質只佔宇宙總質量的百分之5左右,而暗物質則佔到百分之90以上,雖然暗物質我們看不見摸不著,但是它卻對整個宇宙有著至關重要的作用,簡而言之,如果沒有暗物質,也就沒有當前的宇宙結構,甚至連星球都不存在,更加不可能有人類。

暗物質

愛因斯坦曾經認為,宇宙應該是有限封閉的,而且宇宙的形狀和其質量有關。科學家基於這種觀點進行計算發現,宇宙中的物質密度應該比當前觀測值大100倍左右,由此可見有許多物質“消失”了,後來科學家把這些“消失”的物質稱為暗物質。

暗物質存在的直接證據和螺旋星系的運動狀況有關。上世紀30年代,科學家在研究螺旋星系時發現,星系外側的旋轉速度比計算值要快許多,按照引力定律推算,在這種旋轉速度下,星系外側應該會被“甩”出去,若星系外側要保持現在這種旋轉速度,那麼星系內部的恆星數量要提高許多倍,但是觀測結果明顯不符,由此科學家認為星系內部肯定存在大量看不見的物質,這些看不見的物質產生的作用力緊緊拉著星系外側高速運動。

暗物質的性質

暗物質佔有宇宙質量的百分之九十以上,因此關於暗物質的性質認識也越發重要。目前的觀測表明,暗物質不會與常見物質發生相互反應,而且不會發射與反射電磁波,但會產生引力效應。科學家由此推測,暗物質粒子不參與電磁力作用,不參與強核力作用,可以通過引力產生作用,也有可能具有弱相互作用力,因此暗物質粒子可能是大質量弱相互作用粒子。

按此推算,中微子也屬於暗物質。當然,在天文觀測上,一些熄滅的恆星和其附近的行星,還有黑洞等也具有一些暗物質性質,這些被稱之為重子物質暗物質;科學家關注更多的是帶中性的有靜止質量的穩定暗物質粒子,它們不會釋放與吸收電磁信號,稱為非重子物質暗物質。

搜尋暗物質

由於暗物質的性質,在宏觀上,科學家可以通過觀察暗物質產生的引力效應來推測暗物質的存在,比如引力透鏡法、旋渦星系的旋轉曲線等。如下圖,由引力透鏡法繪製的宇宙暗物質分佈圖:

在微觀上,如果暗物質確實是大質量弱相互作用粒子,那麼我們依然可以通過暗物質粒子與原子核的相互作用效應搜尋暗物質粒子,這種相互作用可能會產生熱量與閃光,因此為了避免其他干擾,許多搜尋暗物質粒子的實驗室都處於很深的地下,但是目前依然沒有找到暗物質粒子。

除了大質量弱相互作用粒子外,馬約拉那粒子也是暗物質粒子的有力競爭者,馬約拉那粒子有一個重要的性質,就是它的反粒子就是它本身。如果暗物質粒子是馬約拉那粒子的話,那麼暗物質粒子之間的碰撞會發生湮滅作用,從而釋放出大量的伽馬射線,然而在天文觀測上,確實發現過許多超過預期計算的伽馬射線量,但是由於無法很好的過濾背景干擾,因此也並不能作為直接證據。

總結

綜上所述,暗物質存在這種觀點已經被大多數科學家認同,但是暗物質的特殊性質,使我們難以直接觀測認識它。佔有宇宙大部分質量的暗物質,對宇宙的運行與宇宙命運有至關重要的影響,暗物質和與其相關的暗能量,就像漂浮在現代物理學上空的烏雲,對它們的認識必然也會引發物理學的革命。

感謝瀏覽,我是漫步的小豆子,歡迎關注。


漫步的小豆子


和諧的宇宙,期間本來什麼都不缺,一切應有盡有。只有愚蠢的人類在沒弄清楚事實之前,才定義了一個所謂的“明物質”或“暗物質”。正是由於人類自身的感知能力有限,人們非要以眼睛看到、耳朵聽到、鼻子嗅到、嘴巴嚐到甚至肌膚或手觸摸摸到等反饋信息來判定事物的存在,除此之外一無所知。因此,人類發明了儀器(幫助人類感知事物),同時也發明了數學(幫助人們描繪事物)。

儀器和數學本是兩種工具,但自從有了數學工具,似乎給人類賦予了一雙可以發揮想象的翅膀,好讓愚蠢的人類走出地球,飛向太空。結果確是到處碰壁,走向太空的第一步,是首先保證人類自身的生存問題。這是,人們才發現地球之外,還有人類不曾認知的東西,先起個名字就叫暗物質吧!

事實是,起不起暗物質這個名字,東西都一直在那兒,只是人類以前不認識它。

先回答至此,待補充


劉繼123廣


因為暗物質不發光,光對它來說是不起作用的,所以它是隻有感知而沒有視覺的物質,但因為它有著巨大的質量,在宇宙中應該是起著幾乎絕對作用的,這不僅僅是因為它的體量大,而是它有著和引力相反的斥力。


按照萬有引力定律,宇宙的膨脹速度,從大爆炸開始時的極速擴張,到後來的減速,又到現在的加速膨脹,這個拐點很可能是暗物質的斥力推動的。如果沒有暗物質的斥力推動宇宙向外加速膨脹,根據愛因斯坦的理論,宇宙的速度應該由快到逐漸減慢,到停止,然後在宇宙中心的引力作用下,向宇宙中心逐漸加速返回,最終就是天文學所說的,宇宙大坍縮,宇宙又回到原點,宇宙就消失了。如果加速膨脹,天體就會越來越稀薄,越來越黑暗,也越來越荒涼。



是不是感覺有點細思極恐不寒而慄呀!總之世間萬物的週而復始才是大自然的規律。

個人認為,無論人類社會的文明發展到如何高度,改造大自然,利用大自然,造福人類都是可行的。但是想左右宇宙恐怕是不可能的!


東北老胡1954


沒發現的物質或許有,但絕對沒有什麼暗物質。


daiyoyjq


就像調混凝土不加水泥。


谷川兄


如果宇宙沒有暗物質它將面臨大坍塌


牛頓王子的蘋果


暗物質是絕對零的主體所以不存在沒有,萬物之體都是由無至有,由看不見到能看見……


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