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为什么科学家要假设存在暗物质?

2015-12-11新闻

科学家假设存在暗物质是为了解释宇宙中一些观测现象与现有物理理论之间的矛盾。以下是为什么科学家要假设暗物质存在的几个原因。

星系旋转速度。天文学家观察到,星系的边缘恒星以非常高的速度旋转,远远超出了根据可见物质计算出的引力所能提供的速度。为了解释这一现象,科学家提出必须有大量的不可见物质(即暗物质)提供额外的引力。

星系团的行为。星系团中的星系运动速度表明,星系团内含有远超过可见星系质量的质量。这暗示了暗物质的存在,因为只有足够多的质量才能产生这样的引力效应。

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宇宙大尺度结构。宇宙的大尺度结构,如星系分布和宇宙微波背景辐射的涨落,也指向了暗物质的存在。这些结构的形成和演化需要额外的重力作用,而这无法仅通过可见物质来解释。

引力透镜效应。当光线从一个强大的质量集中的区域经过时,其路径会弯曲,这种现象称为引力透镜效应。观测到的引力透镜效应比预期的要强,这表明存在着我们看不见的质量,即暗物质。

宇宙微波背景辐射。宇宙微波背景辐射是宇宙早期状态的一个快照,它的微小温度波动揭示了宇宙中物质的分布。这些波动的模式和规模暗示了暗物质的存在。

理论预测。某些物理理论,如超对称理论,预测了一类新的粒子,这些粒子不与光相互作用,因此无法直接观测到,但它们可以作为暗物质的候选者。

能量需求。暗物质可能蕴含有丰富的能源,对于人类未来的星际发展可能具有重要意义。

尽管暗物质尚未被直接探测到,但其存在是现代宇宙学和天体物理学中最为重要的假设之一。科学家们正在通过各种实验和观测方法,如粒子加速器实验、深空望远镜观测等,来寻找暗物质的证据。这一假设不仅帮助我们理解宇宙的运作,也是对现有物理理论的重要补充。

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