18新利最新登入暗物质是如何工作的

天文学家一直着迷星系几个世纪。第一次意识到太阳系躺不得超过的怀抱巨大的恒星。接着以外的其他星系存在的证据银河系。到了1920年代,科学家们像哈勃编目成千上万的“宇宙岛”和记录信息的大小,旋转和地球距离。18luck手机登录

天文学家希望测量一个关键方面是一个星系的质量。但是你不能只重一些星系的大小,你必须通过其他方法找到它的质量。一个方法是测量光强度,或亮度。更明亮的星系,它拥有的更多的质量(看到的18新利最新登入恒星是如何工作的)。另一种方法是计算一个星系的旋转的身体,或磁盘,通过跟踪恒星在星系中心移动。18新利最新登入转动速度的变化应该显示地区不同的重力因此质量。

天文学家们开始测量螺旋星系的旋转在1950年代和60年代,他们发现了一个令人费解的。他们希望看到明星附近一个星系的中心,可见物质比较集中的地方,移动速度比星星边上。他们看到的相反是恒星在星系的边缘中心附近的恒星一样的转动速度。天文学家观测到的第一个与银河系,然后,在1970年代,Vera Rubin证实了这一现象,当时她详细其他星系中恒星的定量测量,包括仙女座(M31)。

所有这些结果的含义指两种可能性:我们理解有根本性错误重力和旋转,这似乎不太可能考虑到牛顿定律已经经受住了许多测试了几个世纪。或者,更有可能的是,星系和星系团必须包含一个看不见的形式的物质——你好,暗物质——负责观察到的引力效应。天文学家们集中注意力在暗物质,他们开始收集额外证明它确实存在的证据。

天文学家继续找到令人费解的信息,他们研究了18luck手机登录遥远的星系的宇宙。几个勇敢的天文学家将注意力转向星系团节的星系(只有50,多达数千)由重力束缚在一起,希望能找到先前未被发现的热气体池可能归因于暗物质的质量。

当他们把x射线望远镜,如钱德拉x射线天文台,对这些集群,他们确实发现巨大的云的过热气体。不够的,然而,考虑到质量18新利最新登入上的差异。热在星系团气体压力的测量表明,必须有大约五到六倍的暗物质我们观察的恒星和气体[来源:18新利最新登入钱德拉x射线天文台]。否则,不会有足够的引力集群中防止热气体泄漏。

暗物质星系集群提供了其他线索。借用阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论,天文学家已经表明,集群和超星系团会扭曲18新利最新登入时空的巨大的质量。光线来自一个遥远的对象在一个集群通过扭曲的时空,使光线弯曲和收敛,因为他们走向一个观察者。因此,集群作为一个大的引力透镜,就像一个光学镜头(见18新利最新登入光线是如何工作)。

遥远的天体的扭曲的图像会出现在三种可能的方法根据透镜的形状:

通过测量的角度弯曲,天文学家可以计算引力透镜的质量(更大的弯曲,更多大量的镜头)。使用这种方法,天文学家已经证实,星系团确实有很高的质量超过由发光物质和测量,因此,提供了额外的暗物质的证据。

作为天文学家收集线索暗物质的存在和数量惊人,他们转向了计算机创建模型的奇怪的东西可能是有组织的。18新利最新登入他们受过教育的猜测多少重子的和宇宙中暗物质可能存在,然后让计算机根18新利最新登入据信息画地图。18luck手机登录暗物质模拟显示作为一个网状结构材料18新利最新登入与常规的可见物质交织在一起。在一些地方,暗物质合并成块。在其他地方,它伸出形成长,绳丝的星系出现纠缠,像昆虫在蜘蛛丝。根据计算机,暗物质可以无处不在,宇宙绑定在一起就像某种无形的结缔组织。

自那时以来,天文学家一直在努力创建一个类似的基于直接观察暗物质地图。他们一直使用相同的工具之一——引力透镜——帮助证明暗物质的存在。通过研究星系团制成的材料只能硬邦邦的影响,结合数据和光学测量,他们已经能够“看到”看不见的物质和已经开始装配精确的地图。

在某些情况下,天文学家们映射单一集群。例如,在2011年,两个小组使用的数据来自钱德拉x射线天文台和其他工具,如哈勃太空望远镜映射星系团中的暗物质的分布称为Abell 383,距地球约23亿光年。两支球队都得出相同的结论:在集群中的暗物质并不是球形但卵圆形,像一个美式足球,面向一端指向观察者。研究人员不同意,然而,在整个Abell 383暗物质的18新利最新登入密度。一个团队计算出暗物质增加集群的中心,而其他测量暗物质的中心。即使有这些差异,独立努力证明暗物质可以检测并成功地映射。

2012年1月,一个国际研究小组的研究结果发表在一个更加雄心勃勃的项目。加拿大-法国-夏威夷望远镜(使用340像素的摄像头(昌)在夏威夷莫纳克亚山的山,科学家研究了1000万个星系的引力透镜效应四个不同地区的天空在一段五年。当他们缝合在一起的一切,暗物质的照片看起来在10亿光年的空间——最大的地图看不见东西了。成品就像早期的计算机模拟和显示大量的暗物质横跨网络空间和混合与正常物质我们知道了几个世纪。

基于证据,大多数天文学家认为暗物质的存在。除此之外,他们的问题比解决的问题多。最大的问题,我们敢说的一个最大的宇宙学,中心在暗物质的确切性质。是奇异的,未被发现的类型的问题,还是普通物质,我们观察有困难吗?

后者的可能性似乎不太可能,但天文学家们认为几个候选人,他们称之为男子气概,或大规模的紧凑的光环对象。男子气概是大型对象存在于星系的光环,但逃避检测,因为他们有这样的低光度。这样的对象包括棕矮星,极其微弱的白矮星、中子星和黑洞。暗物质的神秘男子气概可能有所贡献,但仅仅是不足以解释所有的暗物质在单个星系或集群星系。

天文学家认为这是更有可能的是,暗物质是由一种全新类型的物质由一种新的基本粒子。首先,他们考虑中微子,基本粒子首次在1930年代提出的,然后发现在1950年代,而是因为他们有这样的质量小,科学家们怀疑他们组成暗物质。其他候选人是科学想象力虚构出来的。他们被称为弱作用大质量粒子(质量弱相互作用粒子),如果他们存在,这些粒子质量数十或数百倍的一个质子,但发生弱相互作用与普通物质,他们难以检测。弱作用大质量粒子可以包括任意数量的奇怪的粒子,如:

全世界的科学家继续积极搜寻这些粒子。他们最重要的实验室之一大型强子对撞机(LHC),深藏地下的16.5英里长的环形隧道穿越瑞士边境。在隧道内,电场加速两个proton-packed梁荒谬的速度,然后让他们碰撞,释放出一个复杂的喷雾粒子。大型强子对撞机实验的目的并不是直接产生弱作用大质量粒子,但生产其他粒子衰变为暗物质。这种衰变过程,虽然几乎瞬间,将允许科学家追踪动量和能量的变化,将提供一个全新的粒子间接证据。

其他实验涉及地下探测器希望注册暗物质粒子压缩,通过地球(见边栏)。

不是每个人都相信暗物质,决不。一些天文学家认为运动定律和重力,制定牛顿和扩大爱因斯坦,可能最终达到他们的目标。如果是这样的话,那么修改引力,不是某种看不见的粒子,可以解释的影响归因于暗物质。

在1980年代,物理学家米尔格认为牛顿第二运动定律(力=质量x加速度,f = ma)应该重新审视了星系运动的情况下。他的基本思想是在非常低的加速度,对应大的距离,第二定律坏了。使它更好的工作,他添加了一个新的数学常数为牛顿著名定律,调用修改蒙德,或修正的牛顿动力学mond。因为米格罗姆发达蒙德一个特定问题的解决方案,而不是作为一个基本的物理原理,许多天文学家和物理学家们叫屈。

蒙德也不能占暗物质的证据发现的其他技术,不涉及牛顿第二定律,如x射线天文学和引力透镜。2004年修订蒙德,被称为特维斯(Tensor-Vector-Scalar重力),介绍了三种不同的字段到时空来取代一个引力场。因为特维斯了相对论,它可以容纳透镜等现象。但是这并没有解决争论。2007年,物理学家牛顿第二定律到加速度测试低至5 x 10^-14年米/秒²和报道,f = ma适用没有必要的修改(见美国物理研究所新闻更新:“牛顿第二定律”,4月11日,2007年),使蒙德似乎更有吸引力。

其他认为暗物质是一种幻觉产生的量子物理学。2011年,德拉甘Hajdukovic在欧洲核研究组织(CERN)提出空间充斥着物质和反物质的粒子不仅电气对立,而且引力相反。与不同的引力指控,物质和反物质粒子会形成引力偶极子在空间。如果这些偶极子附近形成一个星系——对象与一个巨大的引力场——引力偶极子将成为星系引力场的极化和加强。这将解释暗物质的引力效应而不需要任何新的或外来的物质形式。

如果暗物质就像宇宙胶水,天文学家必须能够解释其存在的普遍理论,宇宙的形成。的大爆炸理论指出,早期宇宙经历了一个巨大的扩张和今天仍在扩大。对重力丛星系一起到墙壁或细丝,必须有大量的质量大爆炸遗留下来的,尤其是看不见的暗物质的质量。事实上,超级计算机模拟宇宙的形成显示18新利最新登入星系、星系团和最终会形成更大的结构在早期宇宙暗物质的聚合。

除了给宇宙结构,暗物质可能发挥作用在其命运。宇宙在膨胀,但将它扩大到永远吗?重力将最终决定命运的扩张,和重力是依赖于宇宙的质量;具体来说,存在一个临界密度的宇宙质量的10^-29年克/厘米³(相当于几个氢原子在电话亭)决定会发生什么。

质量密度的测量必须包括光和暗物质。因此,重要的是要知道有多少宇宙中暗物质的存在。18新利最新登入

最近的观测遥远的超新星的动作表明,宇宙的膨胀率实际上是加速。这个打开第四个可能,一个加速的宇宙,所有星系都将远离彼此相对迅速,宇宙会变得寒冷和黑暗(宇宙速度比在开放,但仍在数百亿年)的顺序。什么导致了这种加速是未知的,但是它被称为暗能量。暗能量更神秘的暗物质,是另一个例子天文学的黑暗边缘的小镇。也许宇宙,因为斯普林斯汀认为,将它的秘密很长,长时间: