宇宙的幽灵:探索暗物质的前世今生(4)
2023-05-01 来源:飞速影视
从宇宙的尺度,我们在回到银河系的尺度,左边这张图展现了银河系里两千亿颗恒星分布的状况,它都是在一个类似于圆盘一样的结构中运动。那么右边这张图,其实就显示了如果你把暗物质这个结构加上去,这个图象应该是这个样子的,就是两千亿颗恒星,大概都集中在非常中间的地方,这些恒星生活在暗物质晕这样一个结构里头。这个结构它的质量比所有的恒星加起来都还要重30倍,所以在银河系中,质量最大的物质其实是暗物质,而不是恒星,不是气体,不是我们看到的山和世界。
暗物质的密度非常非常低,比如说考虑我们生活的银河系周围。我们知道暗物质的质量是不知道的,假定暗物质粒子的质量是质子的100倍,一个茶杯里,估计就有一个暗物质粒子,所以它的密度是极其低下的,接近于真空。但是暗物质的速度很大,它在太阳系周围以每秒200公里的速度进行运转。
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这张图展现了整个宇宙演化的历史,在宇宙起源于一次非常非常剧烈的大爆炸,之后宇宙急剧膨胀,宇宙慢慢的冷却,中间会形成不同的结构,比如说星系,比如说太阳系、地球、月亮等等等等,总共宇宙的年龄是137亿年。我们很难想象,大多数人很难想象,科学家能把这个测的如此的精确。
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宇宙演化中,暗物质扮演重要角色
现代科学告诉我们,在漫长宇宙演化的历史中,暗物质扮演了关键的角色。你会说暗物质看上去很重要,但是跟我们的生活有什么关系?其实有一个很有趣的关联,我在这里可以阐述一下,比如说人类的生存,依赖于很多矿物质和微量元素,比如说钙、锰、锌、钠,但这类元素并不能在宇宙早期演化的时候和合成,只是在很晚的时候,主要由一个很特殊的天文事例才能合成这些元素,这个事例就叫超新星爆发。
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