如果没有暗物质宇宙将会怎样?

东北老胡1954


关于宇宙最令人费解和违背直觉的事实之一是,我们在地球上日常生活中所熟悉的所有“东西”只占地球上所有“东西”的5%。构成我们身体、行星、太阳系和整个银河系中所有正常物质的质子、中子和电子只占宇宙物质的一小部分。即使在我们所探测到的其他东西——中微子、光、甚至黑洞——上做了预算,它也遗漏了95%的东西:暗物质(27%)和暗能量(68%)。

  • 图注:宇宙中暗物质分布的三维地图。通过测量整个宇宙中星系的平均形状,科学家可以检测是否仅仅由于存在中间质量而存在任何扭曲。这种弱引力透镜技术是我们测量宇宙中暗物质分布的方法。

特别是暗物质,是最神秘的事物之一。天体物理学家几乎肯定它一定存在,因为它从一整套独立测量的间接证据是压倒性的。因为我们从来没有直接检测到任何粒子可能负责它,许多专家和外行一样仍然怀疑它的存在。但如果我们的宇宙没有任何暗物质,那么,我们的宇宙将是一个完全不同的地方。

  • 图注:在热的、稠密的、膨胀的宇宙的早期阶段,产生了大量的粒子和反粒子。随着宇宙的膨胀和冷却,出现了数量惊人的进化,但是早期产生的中微子从大爆炸后的1秒到今天几乎没有变化。

138亿年前,大爆炸还是会发生的。粒子和反粒子会大量产生和湮灭,留下少量的质子、中子和电子留在辐射海中。在早期的宇宙中,它是如此的热、稠密和富有能量,以至于质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于这一过程,再次将融合的原子核炸开。

在没有其他因素的作用下,只有一个因素可以决定宇宙在形成任何恒星之前将充满哪种元素:宇宙中每一个重子(质子和中子的总和)有多少光子(或光量子)。宇宙是否有暗物质无关紧要;这是决定在大爆炸中产生了多少氢、氦、锂等的一个因素。

  • 图注:大爆炸核合成预测的氦-4、氘、氦-3和锂-7的丰度,观察结果显示在红圈内。注意这里的关键点:一个好的科学理论(大爆炸核合成)对应该存在的和可测量的进行稳健、定量的预测,并且测量值(红色)与理论的预测非常吻合,验证它并约束替代方案。这些曲线和红线是针对3种中微子,或多或少会导致与数据严重冲突的结果,特别是氘和氦-3。

但一旦最初几分钟过去,暗物质的存在或不存在就变得极其重要。早期的宇宙几乎是完全一致的,宇宙中的平均密度几乎相同。但是宇宙中存在着微小的波动——不完美,随着时间的推移,引力将不断增长,最终产生恒星、星系、星系团,甚至更大的结构。

引力作用使宇宙中的物质崩塌,而辐射则将这些致密的结构推回,使它们分开。如果宇宙中所拥有的只是正常物质和这种辐射,这将导致在某些尺度上有大量的结构,同时在其他尺度上消灭所有的结构。这种效应在没有暗物质的宇宙中是最大化的。

  • 图注:重子声波振荡导致的聚集模式的一个例证,在重子声波振荡中,在距任何其他星系一定距离处发现星系的可能性取决于三种成分之间的关系:暗物质、正常物质和辐射。如果根本没有暗物质,那么星系之间的相互关系就不会像我们在宇宙中出现的那样强大。

当这一切发生时,宇宙仍然会膨胀和冷却,这意味着最小的宇宙尺度将比最大的宇宙尺度更早地经历这种崩塌和推回现象。在宇宙冷却到足以使宇宙形成中性原子之前,这种效应是极其重要的,这意味着大爆炸余辉(宇宙微波背景)的波动图将揭示这些振荡。

特别是,您可以测量任意两个位置之间的温差,并查看平均温差如何随这两个位置之间的距离而变化。科学家称之为重子声波振荡的崩塌和推回效应,将以这种波动模式出现。

  • 图注:模拟的各种角尺度上的温度波动,在测量辐射量的宇宙中,然后是70%暗能量、25%暗物质和5%正常物质(左),或是100%正常物质和无暗物质(右)的宇宙中,在CMB中出现。在峰的数量,以及峰的高度和位置上的差异,很容易看到。注意两个图之间y轴上的刻度差异。

一旦中性原子形成,来自辐射的推力就会停止,引力就可以自由地做它最擅长的事情:把宇宙中的每一个质量吸引到宇宙中的每一个其他质量。气体云会形成、崩塌并创造宇宙中最早的恒星,就像它们在富含暗物质的宇宙中所做的那样。

但是,如果没有暗物质附加的引力效应,那些最初的恒星将导致一场灾难。恒星不仅会发出可见光,还会发出大量的紫外线和电离辐射。它们发射出粒子喷流,以恒星风的形式吹走大量快速移动的物质。对于第一颗比今天的恒星质量大得多的恒星来说,这些影响甚至更为严重。

  • 图注:超热的年轻恒星有时会形成喷流,就像猎户座星云中的赫比格哈罗天体,距离我们在银河系的位置只有1500光年。来自年轻的大质量恒星的辐射和风可以给周围的物质带来巨大的冲击。

如果没有暗物质,恒星风和紫外线辐射的联合作用将给周围的物质带来如此强烈的“冲击”,它不仅会被吹回到星际介质中,而且会在引力上完全脱离刚刚形成的巨大星团。

当这些恒星进一步演化并消亡,这可能意味着这些早期恒星中的大多数都是超新星时,这些恒星的喷射物移动得如此之快,以至于——同样,如果没有暗物质的话——它们在引力上与最初塌缩形成这些恒星的剩余物质脱离。与我们的宇宙不同,在我们的宇宙中,融合在一代恒星中的物质被回收到下一代中,这第一代恒星很可能是没有暗物质的末日。

  • 图注:蟹状星云,如图所示,有来自五个不同观测站的数据,显示了物质是如何从超新星中喷射出来的。这里展示的物质跨度约5光年,起源于一颗1000年前超新星的恒星,它告诉我们喷出物的典型速度约为1500公里/秒

在较小的宇宙尺度上,这意味着存在的唯一太阳系将极其简单化。如果没有能力将这些元素从一代恒星循环到下一代恒星,那就意味着原行星盘中就没有形成岩石行星所需的重元素。如果没有大量的碳、氮、氧和更重的元素,如硅、磷、铜和铁,不仅生命是不可能的,而且宇宙能形成的行星只有氢和氦组成的气态世界。

此外,没有这些较重的元素来帮助冷却原始恒星,因为它们形成的恒星数量少而质量大。今天,宇宙中的平均恒星大约是太阳质量的40%;没有暗物质,平均恒星大约是我们的太阳的10倍。

  • 图注:在一个没有暗物质的宇宙中,恒星和行星将与我们今天看到和知道的完全不同。一般恒星的质量要比我们的太阳大得多,而典型的行星只有气态巨行星,没有能够形成岩石核心的重元素。

在银河系星系的尺度上,仍然有大量的物质聚集在一起形成圆盘,而这些圆盘仍然会旋转并散落着恒星。但是,如果没有暗物质,这些星系将显示出与我们今天看到的星系的两个主要区别。

  1. 在没有暗物质的情况下,在经历了第一次主要恒星形成事件之后,星系将失去大量的气体,这些气体会立即形成新恒星。气体仍然可以从微小的合并和周围的星系际介质中进入它们,但它们将比现代星系拥有更少的形成新恒星的物质。
  2. 没有暗物质的螺旋星系会像我们太阳系那样旋转:内部物体比中心物体旋转得快得多。

绝大多数星系都有平直的旋转曲线,其中外天体的运动速度和内部的速度一样,是宇宙中暗物质的另一个结果。

  • 图注:宇宙细丝,形成宇宙网络。

在更大的宇宙尺度上,整体结构将显著减少。在一个没有暗物质的宇宙中,宇宙网络没有看不见的“骨架”;相反,结构的形成仅仅基于正常物质的强度。这意味着,不是一个宇宙网络,在那里,缠绕着星系,把连接大星系群的细丝连接在一起,只会缠绕着中等大小星系的孤立岛屿,而没有别的东西。

当然,一些星系仍然会聚集并聚集在一起,但在没有暗物质的宇宙中,它们的数量将少得多。从微弱和强烈的引力透镜信号到星系群碰撞,再到宇宙的功率谱,对宇宙大尺度结构的观测,每一个可测量的尺度都会大相径庭。

  • 图注:无论在大尺度还是小尺度上,宇宙结构的形成在很大程度上取决于暗物质和正常物质的相互作用,以及起源于量子物理的初始密度涨落。出现的结构,包括星系团和更大尺度的细丝,是暗物质无可争辩的结果。

最后,所有最小的星系——那些只包含成百上千颗恒星的星系——根本不可能存在。在我们的宇宙中,它们是由大约100000个太阳团的正常和暗物质团产生的,其中恒星形成的一个片段喷射出气体。尽管如此,暗物质仍然存在,并将恒星按其自身的束缚结构维系在一起,直到今天。在一个没有暗物质的宇宙中,恒星形成的同一幕将使原星系完全分离,只留下许多单独的、未受束缚的恒星。

有许多不同的证据表明暗物质的存在,但是我们可以认为,我们的宇宙的所有方式都是不同的,如果我们没有观测到暗物质的话,那么我们的宇宙就不一样了。如果你喜欢宇宙是如此紧密地结合在一起的事实,你就应该感谢暗物质。即使你不相信它,它也是形成你的宇宙的关键因素。


科技领航人


如果没有暗物质,宇宙将会怎样?回答这个提问首先应清楚在宇宙中没有暗物质的这种状况,情况这事不可能

存在,发生,故宇宙将会怎样,宇宙仍将是宇宙,不可撼动。问题说到暗物质提到宇宙现将其关系影响谈谈做为对提问的回答!何为暗物质我认为准确的称谓应称其为阴性物质它活跃生存宇宙中,它是宇宙生命构成的重要组成不可缺的因素,宇宙生命的生存发展离不开它,阴性物质或称暗物质既是宇宙独立个体生命又是众多宇宙复合体生命的积极参与者支持者阴性物质的特性起点高速度快拥有空间而不占有空间。物质分阴阳,人对阳性物质世界的认知感觉体验靠眼耳鼻舌身意,人对阴性物质构成的世界认知感觉体验靠什么呢?天眼,松果体若人真有能力开天眼,激活松果体会另有一番生命体验的感觉,层次不同的生命是有差异区别的。阴性物质或称暗物质,隐物质,人类肉眼识别不了,阳性物质或称显物质用人类肉眼去识别方便清楚。在宇宙,在宇宙中由阴阳物质构成组合的不同世界里展现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质而是暗能量,这个暗能量它是道宇宙生命存在演化显示的象征一切生命物质存在的有力見证,这个道暗能量,生命存在的能量,这个心能不分阴阳一切生命物若没了它便会失去生命消失在茫茫宇宙中道的运行推动了宇宙及其生命的生存发展逐步走向顶峰,让一切生命展示辉煌价值,谢谢宇宙大道,谢谢师父的邦助支持助人类走向光明美好未来离苦海得解脱获新生当这一切来临之时不少人会喜极而泣。它是不知多少无数无量众生的期盼等待它是一切生命物质生存发展的动力称为一切生命的总体能量,它就是道就是一就是宇宙生命能量是所有一切生命物质的核心源泉这个暗能量称为心能,它是众多生命通过演化努力不断加持的结果,这个生命总体能量,将由大家分享。它的聚散分合,重新分配将改变更新人类生命,宇宙世界及生命让所有生命人类共同走向幸福美好的未来,实现一个大光明的世界让天堂,极乐世界降落人间。从这些宇宙生命能量演化生存发展看有道宇宙的生存演化,暗物质将不会没有且随宇宙生命的演化永恒存在在宇宙的演化中生命的更新世界的改变将随道而行这是我对问题的回答!


徐相桂


开采暗物质需用到外星空气压缩气割机割开,用外星人体感应科技,在人体皮肤上割开小口安上感应器,利用卫星远程遥控机器人劳动搬运暗物质,还要用到像保温壶一样的运输工具,把暗物质运到第二行星的远月亮地心内,让第二星球的远月亮脱离第二星球引力绕太阳运转。

在运输前先把第二星球的远月亮地心内的垃圾清理掉,再从内像修补漏气的面包车带一样把漏气的地方从里面补住,外面从北极向南极方向延伸的可能是六条地缝沟填平防漏气。

在第二星球远月亮北纬七纬度线左右有四个地热谷主含火碱成分,作用是定南北极向太阳方向,北极一年四季背对太阳,南极一年四季面向太阳运转形成白天黑夜,需找到四个地热谷看地热谷面积和火碱量。


士科856


科学研究认为,我们的宇宙中常见物质只占宇宙总质量的百分之5左右,而暗物质则占到百分之90以上,虽然暗物质我们看不见摸不着,但是它却对整个宇宙有着至关重要的作用,简而言之,如果没有暗物质,也就没有当前的宇宙结构,甚至连星球都不存在,更加不可能有人类。

暗物质

爱因斯坦曾经认为,宇宙应该是有限封闭的,而且宇宙的形状和其质量有关。科学家基于这种观点进行计算发现,宇宙中的物质密度应该比当前观测值大100倍左右,由此可见有许多物质“消失”了,后来科学家把这些“消失”的物质称为暗物质。

暗物质存在的直接证据和螺旋星系的运动状况有关。上世纪30年代,科学家在研究螺旋星系时发现,星系外侧的旋转速度比计算值要快许多,按照引力定律推算,在这种旋转速度下,星系外侧应该会被“甩”出去,若星系外侧要保持现在这种旋转速度,那么星系内部的恒星数量要提高许多倍,但是观测结果明显不符,由此科学家认为星系内部肯定存在大量看不见的物质,这些看不见的物质产生的作用力紧紧拉着星系外侧高速运动。

暗物质的性质

暗物质占有宇宙质量的百分之九十以上,因此关于暗物质的性质认识也越发重要。目前的观测表明,暗物质不会与常见物质发生相互反应,而且不会发射与反射电磁波,但会产生引力效应。科学家由此推测,暗物质粒子不参与电磁力作用,不参与强核力作用,可以通过引力产生作用,也有可能具有弱相互作用力,因此暗物质粒子可能是大质量弱相互作用粒子。

按此推算,中微子也属于暗物质。当然,在天文观测上,一些熄灭的恒星和其附近的行星,还有黑洞等也具有一些暗物质性质,这些被称之为重子物质暗物质;科学家关注更多的是带中性的有静止质量的稳定暗物质粒子,它们不会释放与吸收电磁信号,称为非重子物质暗物质。

搜寻暗物质

由于暗物质的性质,在宏观上,科学家可以通过观察暗物质产生的引力效应来推测暗物质的存在,比如引力透镜法、旋涡星系的旋转曲线等。如下图,由引力透镜法绘制的宇宙暗物质分布图:

在微观上,如果暗物质确实是大质量弱相互作用粒子,那么我们依然可以通过暗物质粒子与原子核的相互作用效应搜寻暗物质粒子,这种相互作用可能会产生热量与闪光,因此为了避免其他干扰,许多搜寻暗物质粒子的实验室都处于很深的地下,但是目前依然没有找到暗物质粒子。

除了大质量弱相互作用粒子外,马约拉那粒子也是暗物质粒子的有力竞争者,马约拉那粒子有一个重要的性质,就是它的反粒子就是它本身。如果暗物质粒子是马约拉那粒子的话,那么暗物质粒子之间的碰撞会发生湮灭作用,从而释放出大量的伽马射线,然而在天文观测上,确实发现过许多超过预期计算的伽马射线量,但是由于无法很好的过滤背景干扰,因此也并不能作为直接证据。

总结

综上所述,暗物质存在这种观点已经被大多数科学家认同,但是暗物质的特殊性质,使我们难以直接观测认识它。占有宇宙大部分质量的暗物质,对宇宙的运行与宇宙命运有至关重要的影响,暗物质和与其相关的暗能量,就像漂浮在现代物理学上空的乌云,对它们的认识必然也会引发物理学的革命。

感谢浏览,我是漫步的小豆子,欢迎关注。


漫步的小豆子


和谐的宇宙,期间本来什么都不缺,一切应有尽有。只有愚蠢的人类在没弄清楚事实之前,才定义了一个所谓的“明物质”或“暗物质”。正是由于人类自身的感知能力有限,人们非要以眼睛看到、耳朵听到、鼻子嗅到、嘴巴尝到甚至肌肤或手触摸摸到等反馈信息来判定事物的存在,除此之外一无所知。因此,人类发明了仪器(帮助人类感知事物),同时也发明了数学(帮助人们描绘事物)。

仪器和数学本是两种工具,但自从有了数学工具,似乎给人类赋予了一双可以发挥想象的翅膀,好让愚蠢的人类走出地球,飞向太空。结果确是到处碰壁,走向太空的第一步,是首先保证人类自身的生存问题。这是,人们才发现地球之外,还有人类不曾认知的东西,先起个名字就叫暗物质吧!

事实是,起不起暗物质这个名字,东西都一直在那儿,只是人类以前不认识它。

先回答至此,待补充


刘继123广


因为暗物质不发光,光对它来说是不起作用的,所以它是只有感知而没有视觉的物质,但因为它有着巨大的质量,在宇宙中应该是起着几乎绝对作用的,这不仅仅是因为它的体量大,而是它有着和引力相反的斥力。


按照万有引力定律,宇宙的膨胀速度,从大爆炸开始时的极速扩张,到后来的减速,又到现在的加速膨胀,这个拐点很可能是暗物质的斥力推动的。如果没有暗物质的斥力推动宇宙向外加速膨胀,根据爱因斯坦的理论,宇宙的速度应该由快到逐渐减慢,到停止,然后在宇宙中心的引力作用下,向宇宙中心逐渐加速返回,最终就是天文学所说的,宇宙大坍缩,宇宙又回到原点,宇宙就消失了。如果加速膨胀,天体就会越来越稀薄,越来越黑暗,也越来越荒凉。



是不是感觉有点细思极恐不寒而栗呀!总之世间万物的周而复始才是大自然的规律。

个人认为,无论人类社会的文明发展到如何高度,改造大自然,利用大自然,造福人类都是可行的。但是想左右宇宙恐怕是不可能的!


东北老胡1954


没发现的物质或许有,但绝对没有什么暗物质。


daiyoyjq


就像调混凝土不加水泥。


谷川兄


如果宇宙没有暗物质它将面临大坍塌


牛顿王子的苹果


暗物质是绝对零的主体所以不存在没有,万物之体都是由无至有,由看不见到能看见……


分享到:


相關文章: