03.05 科學家所認為的宇宙暗物質會不會就是黑洞?

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先說結論,暗物質應該不是黑洞。

黑洞確實是暗物質的一種候選物質,在暗物質領域,這種模型被稱為 MARHO(暈族大質量緻密天體)。暗物質的一個重要的特點就是它通常無法被探測電磁相互作用的探測器所探測。我們常見的「可見光」就是一種典型的電磁波,如果沒法用電磁波探測,我們就說這個物質是「暗物質」。暗物質無法被電磁波探測(我們看不到),然而其卻有著引力的效應,從這個角度來看,黑洞的確有可能是黑洞。

然而為什麼通常認為宇宙中的暗物質不是黑洞呢?這其實是引力透鏡實驗觀測的結果。暗物質具有明顯的引力效應,雖然暗物質自己不產生電磁相互作用,但它會存在很強的引力作用,這些引力的作用會把光拉彎,這種把光線拉彎的效果類似於「透鏡」,所以這種效果被稱為「引力透鏡」。引力透鏡可以讓我們有機會測量星系中所有物質的質量,我們再減去掉那些我們能看見的物質的質量,就可以知道宇宙中的暗物質分佈了。對於大部分星系來說,雖然在星系的中心聚集著大量可見的恆星,引力透鏡實際的效果卻幾乎是暗物質的功勞。如果在宇宙中主要以致密度高的天體(如黑洞)作為暗物質的主要成分,那麼引力透鏡應該會使得遠處的恆星亮度發生「閃爍」,然而引力透鏡觀測卻表明,觀測到的這些閃爍絕大部分都是恆星自己的緣故,這說明暗物質在空間中並不是像黑洞那樣集中在某些點附近密集分佈,是很平緩地存在著的,這事實上已經排出了黑洞作為暗物質主要成分的可能性。


另外,順帶說一句,黑洞也並不是完全不會發生輻射。霍金就曾經討論過所謂的「霍金輻射」,正因為黑洞很容易吞噬一切,那麼如果在黑洞的旁邊有成對的正反物質出現,一旦正物質被黑洞吞噬,那麼我們看起來就像是黑洞在不斷輻射出反物質,如果反物質被吞噬,看起來就像在輻射出正物質。因此,黑洞可以發射精確的黑體輻射,這個輻射就像是一個溫度和黑洞質量成反比的黑體所發出來的。只要對霍金輻射進行探測,我們就可以「看到」黑洞,所以從這個意義上來說,黑洞在最嚴格的意義上,並不是「暗物質」,因為它會不斷髮生輻射。然而因為黑洞的霍金輻射非常微弱,所以黑洞倒的確有可能是暗物質的一種候選物質,只是它無法解釋全宇宙中如此大量的暗物質。


傅渥成


關於暗物質是什麼有很多爭議,但是宇宙中丟失的物質難道不能包含在黑洞中嗎?一旦物質進入黑洞,它就無法被看見或測量?



一旦物質進入黑洞,它就看不見了,但說它的影響無法測量是不真實的。黑洞仍然因其質量而受到引力的影響,就像宇宙中的其他大質量物體一樣。這就是我們如何真正發現和測量黑洞的質量的方法:通過觀察它們對周圍物質的影響。例如,銀河系中心的超大質量黑洞引力上十分強大,以至於離它很近的恆星會以非常非常快的速度運行。利用這點和描述這些恆星軌道的方程,我們實際上是可以估計黑洞質量的。

我們知道暗物質存在於星系中,因為自旋曲線在離星系中心很遠的地方是平坦的。自旋曲線是指:一個星系中物體的旋轉速度與中心距離的函數關係圖。它是距離中心距離的函數。引力預測V=sqrt(GM/R)。“M”是指半徑R內的所有質量。



當速度V恆定時,自旋曲線是平坦的。在這個方程中,這意味著M/R也必須是常量。當我們在星系中走得越來越遠的時候,儘管星光正在急劇地減弱,質量卻在大量增長,需要一些我們看不到的東西來解釋。許多其他的宇宙學觀測也暗示著暗物質的存在,令人驚訝的是,它們預測的暗物質量大致相同!

要認識到這一點,重要的是我們對暗物質的研究並不僅僅告訴我們“它在某處”。當我們研究星系時,我們會學習一些關於星系內部物質分佈的相關知識。這意味著我們應該認識到星系周圍的暗物質並不是星系中的中心物體(比如說黑洞)。

黑洞集中在星系中央,根據萬有引力定律,它們無法在星系邊緣很遠的地方拉扯物質。



既然黑洞有質量,暗物質的另一個假設是,由大量巨大的暈內大質量高密度天體(MACHO)組成的。有一些高密度天體不會發射電磁輻射,如黑洞、非旋轉中子星或古老而寒冷的白矮星。如果這些物體可以在星系暈的正確分佈,它可以解釋觀測到的自旋曲線。然而,引力微透鏡觀測大多排除了暈內大質量高密度天體(MACHO)作為暗物質解釋的可能性。而目前暗物質的第一候選物被稱為弱相互作用的大質量粒子(WIMPs)。

如果你有其他見解,可以在下方留言哦,我相信你的評論可以一針見血!


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科學家所認為的宇宙暗物質與黑洞到底是什麼關係?

特邀簡答如下:根據目前,最新宇宙基礎科學研究成果,從“暗物質和黑洞的概念、性質和規律”上,客觀地講,暗物質在整體大宇宙之中無處不在,黑洞內密度最高!


下面是我們《宇宙物質全性學》中,對有關問題的解釋!

A.暗物質不是粒子! 因為,暗物質在物質的三大形成過程中,還不具備粒子狀態!科學家,對暗物質的觀測,是用任何的高端儀器,也檢測不到的! 是數性物體的死靈性量子、活靈能量子、混性總死活性質和規律!

關於,暗物質和暗能量的性質及規律,各國基礎科學研究工作,正處在火熱進行階段中。各國政府都十分重視,拿出巨資,動用大批科學家,爭先強佔至高點,爭取早日取得,研究成果,為探明大宇宙框架結構是什麼?以及大宇宙的來源和變化規律是什麼?物質的本質是什麼?生命的來源是什麼?等等,疑難問題,儘快邁開可喜的一步!

西方基礎科學研究,已經進入了死衚衕,向前邁進,到了寸步難行的時候!東方科學,在綜合了古今中外,基礎科學研究的基礎上,已經有了宇宙統一大理論的最新碩果!《宇宙物質全性學》既將,引領世界基礎科學研究,解決目前,很多尖端科學家的眾多疑難回題!

B.黑洞內到底有什麼? 黑洞裡全是,高密度靈能暗物質,在裡面孕育著各種各樣的三性成理點體物質。並且,由它組成了不同層次的時空隧道。

目前,全球科學界,都想通過高端儀器,直接探測到,暗物質的存在,這是絕對直接看不到的!也是永遠做不好、辦不到的!

現在,關於世界前沿基礎科學研究的的方法和路子已經探明,宇宙大統一理論的框架已經形成!其核心理論已經在實踐中得到應用,並且被實踐所檢驗和證實,其核心理論就是三性層理點體論!這是一個永久不變的絕對真理!極核心在死宇宙極心中。

世界前沿基礎科學研究的“至高點”,客觀宇宙間萬事萬物的產生、發展和變化的總規律、總原則;以及人類認識自然和改造自然的總方法和總思想都是:盡在我們的《宇宙物質全性學》中,有志同道合者可共創中華民族復興之大業!

東方易達共商共享2018-3-4日


東方易達安成


首先需要說明以下的是,目前為止我們人類對於暗物質和黑洞的研究都還是非常少的,很多理論都屬於假想和猜測之中。因為我們的觀測和實驗能力還比較有限。但是,可以很明確地說,暗物質和黑洞不是一回事。

一.黑洞是什麼?

“黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”。通俗點說,黑洞是一種質量極其巨大的天體,光線一旦進入就不能出來,以至於人們肉眼是看不見的。但是由於其對其他物質的作用會釋放出一些可被人類觀測到的信息,可以藉由間接方式得知其存在與質量。

二.暗物質是什麼?

暗物質(Dark Matter)是一種因存在現有理論無法解釋的現象而假想出的物質。對於暗物質,我們幾乎毫無所知,就連科學家們也知之甚少。暗物質存在於人類已知的物質之外,知道它的存在,但不知道它是什麼,它的構成也是未解之謎。形成比較廣泛共識的就是:暗物質在宇宙中的佔比非常高。而且我們認為暗物質密度小,數量多,總質量非常大。

三.二者的可能關係

l 毫無疑問的是,暗物質不是黑洞,二者的定義完全不同,性質也不一樣。

l 一部分科學家認為極早期宇宙物質密度的漲落將產生大量的原初小黑洞,還有人認為凡壽命小於宇宙年齡的原初小黑洞都已完全蒸發掉。①

l 也有一些人認為凡壽命小於當前宇宙年齡的原初小黑洞並未消失而是作為原初小黑洞的遺蹟變為暗星或暗物質保存了下來。①

就是說,黑洞有可能會跟暗物質產生一些關係,消失的黑洞有可能轉化成了我們口中的暗物質。

引用:

① 劉遼, & 裴壽鏞. (2006). 量子史瓦茨黑洞和暗物質. 物理學報, 55(9), 004980-4982.


鎂客網


科學家要找的暗物質我個人認為應該是空氣。其實沒有黑洞,只有白洞。

黑洞同肉眼看內似黑的,其實是物質色彩洞,外觀看似白色叫白洞。


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首先應瞭解何謂暗物質?何謂黑洞?這樣我們才好作對比來斷定宇宙中暗物質和黑洞是不是同一概念性質。


暗物質:宇宙中大約有95%的不可見物質被物理學家們歸結為暗物質(包含暗能量),暗物質是一種既存在於宇宙中,又是現有理論無法具體解釋的現象,因此,它是一種假想的物質。科學家們認為:暗物質是比電子和光子還要小的物質,不帶電荷,不與電子發生干擾,它可以穿越電磁波和引力場,是在宇宙中廣泛存在的看不見的物質。暗物質不發光也不反射光,是現有天文儀器無法觀察到的!諸如NASA的阿爾法磁譜議,費米太空望遠鏡這些探測暗物質的設備,都無法探測其存在。但暗物質可以干擾星體發出的光波及引力,從而才能明顯地感受到它的存在。


黑洞:是宇宙中存在的一種天體,黑洞相比暗物質來其體量要小得多,現代廣義相對論認為:黑洞一般是由普通物質塌縮形成的,有著很強大的引力,它是時間曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的一種特殊範圍天體。黑洞與暗物質有著共同點,都是無法用儀器直接觀測,但可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團的繞行軌跡來取得黑洞存在的位置以及質量。

綜述:暗物質與黑洞的共同點:都是利用電磁波探測不到的物質。

暗物質與黑洞的區別:暗物質能夠讓電磁波通過,而黑洞是吸收光的,兩者又是完全不一樣的。從廣義上來講,黑洞應是暗物質的一個組成部分,卻不是暗物質的最主要的成分。因此,可以斷言:宇宙中的暗物質與黑洞是兩種不盡相同的宇宙學概念。

謝謝大家瀏覽!我是科普作者“紅色高地”,希望下次問答與您不期而遇!下次再見!


紅色高地


銀河系像一個盤子一樣旋轉而不會散,只靠萬有引力是不夠的。銀河系內的恆星與邊緣的恆星繞中心旋轉的角速度幾乎一致也不符合萬有引力定律。科家認為一定有一種神秘的力量在起作用這種力量來源於我們看不見的物質我們把它稱約暗物質。而黑洞的猜想與觀測都是基於萬有引力。


唐文耀1



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