人类“解不开”的谜——黑洞与暗物质

摘要:北京时间2019-04-15 17:48 天文在线为您报道关于【人类“解不开”的谜——黑洞与暗物质】的具体情况和说明,让www.jhyhgy.cn新闻频道的以图文形式为您慢慢道来。

关于暗物质是什么有很多争议,但是一些缺失的物质不能包含在黑洞中吗?一旦物质进入黑洞,它就不能被看见或测量,所以它是不可解释的。

物质一旦进入黑洞,就变的不可见,但这并不意味着无法测量它的影响。黑洞仍因其质量而产生重力影响,就像宇宙中所有其他的大质量物体一样。由此实际上我们可以发现并测量黑洞的质量,通过观察周围物质对它的影响。例如位于银河系中心的超大质量的黑洞有强引力使得离他轨道很近的恒星高速运行。依据这个事实以及描述恒星轨道的等式,我们可以估算出黑洞的质量。

我们知道暗物质存在在星系中因为远离宇宙中心的旋转曲线是平的。旋转曲线可以从表面理解:在星系中的物体速度与离银河中心距离的函数的图像。由重力公式推导

M是半径范围内所有质量的总和。

当速度恒定时,旋转曲线是平坦的。从这个等式来看,就意味着

也是个常数。也就是说,当我们离银河越来越远,即使星光急剧减少,质量仍然增长。这里引入了一些我们没看到的东西,许多其他的宇宙学言论也暗示了暗物质的存在,令人惊讶的是,它们预测的数量差不多!

重要的是要意识到,我们对暗物质的研究不仅仅告诉我们“它就在某个地方”;当我们研究一个星系时,我们了解了一些关于它内部物质总分布的信息。这意味着我们知道暗物质围绕着星系,而不是星系中的中心物体,不像黑洞是在星系内的。

你的想法的问题是黑洞没有什么特别的,引力只是物质的集合。黑洞集中在星系的中央,根据引力定律,它们不能用力拉远在星系边缘的东西。

由于黑洞有质量,有一个关于暗物质的假想认为暗物质是由许多晕族大质量致密天体(MACHOs)组成的。这些致密的物体不会发出电磁辐射,例如黑洞、死亡(非旋转的)中子星,或者年老且冷的白矮星(有时也称黑矮星)。如果这些物体在星系光晕中以正确的分布存在,它可以解释观测到的旋转曲线。然而,引力微透镜观测基本上排除了暗物质关于晕族大质量致密天体解释的可能性。目前最可能的暗物质候选者被称为弱相互作用大质量粒子(WIMPs)。

暗物质是一种假想的物质形式,被认为约占宇宙物质的85 %,约占宇宙总能量密度的四分之一。大多数暗物质被认为本质上是非重子物质,可能由一些尚不了解的亚原子粒子组成。[注1 ]它的存在隐含在各种各样的天体物理观测中,包括引力效应,除非还有更多我们看不到的物质的存在,否则引力效应是无法解释的。因此,大多数专家认为暗物质在宇宙中无处不在,并对宇宙结构和进化产生了强烈的影响。暗物质之所以说它暗,是因为它不与可观察到的电磁辐射(如光)相互作用,因此对整个电磁波谱来说是不可见的,这使得使用普通天文设备进行探测变得极其困难。

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