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  • 1 # 小宇堂

    暗物質確實有溫度的差別。

    暗物質簡述

    因為還沒有直接觀察到暗物質,科學家猜測暗物質幾乎不能與普通的重子物質和輻射發生電磁相互作用,似乎也不能發生強相互作用,但能夠透過重力發生作用,至於是否能發生弱相互作用並不確定。大多數暗物質粒子被假設為一些尚未發現的亞原子粒子組成,而且通常都不是重子。暗物質的主要候選者是一些尚未被發現的新型基本粒子,尤其是某些弱相互作用的重粒子。許多直接探測和研究暗物質粒子的實驗正在積極進行中,但未有成功。根據暗物質的運動速度,或更確切地說,其“自由流動長度”,暗物質被分類為“冷”、“暖”或“熱”的三種 。或者說這是暗物質的三種存在形式。

    暗物質假說的歷史並不短。在1884年的一次演講中,開爾文勳爵一世威廉·湯姆森根據觀測到的繞銀河系中心執行的恆星的速度散佈估計了銀河系中的暗體數量。透過這些測量,他估計了銀河系的質量,他確定此估計的質量與可見恆星的質量有出入。於是得出結論:“我們的許多恆星,也許是絕大多數恆星,可能是黑體”。1906年,亨利·龐加萊在討論銀河開爾文的著作時,用“暗物質”(法語中的“matière obscure”)一詞描述了這些“黑體”。關於暗物質的三個已知事實我們可以觀察到暗物質造成的效果。雖然我們看不見暗物質,但我們可以觀察和測量它的引力效應。人們已經觀察到星系的旋轉比其可見物質所能導致的旋轉速度快得多,而且星系在星團中的移動速度也快於預期,因此科學家可以計算出造成這一運動的“缺失質量 ”。暗物質很豐富。它約佔宇宙總質量的85%,約佔宇宙總質量和能量的27%。科學家們越來越清楚什麼不是暗物質。靈敏度越來越高的檢測器正不斷縮小暗物質顆粒與正常物質相互作用的機率範圍。關於暗物質的三個未知事實

    暗物質是由一個粒子還是多個粒子組成?暗物質可以由整個粒子族組成,例如理論上的“隱谷”或“暗區”嗎?

    2.是否有作用於暗物質的“暗力”?除了重力以外,是否還有其他作用於暗物質但不作用於普通物質的力,以及暗物質能否與自身相互作用?

    3.是否有反暗物質?暗物質是否可以像正常物質一樣具有對應的反物質,並且是否存在與正常物質-反物質比例類似的暗物質多於“反暗物質”的失衡?

    科學家如何研究暗物質?

    美國加州大學戴維斯分校的物理學家就正在研究暗物質的溫度。

    暗物質是構成我們宇宙約四分之一質量的神秘物質。我們對暗物質是什麼幾乎一無所知,物理學家甚至還沒有發現暗物質粒子。但是我們確實知道,暗物質團塊的引力會使遠處的物體發出的光線失真。美國加州大學戴維斯分校的研究者認為“引力透鏡”效應可以帶來了解有關暗物質特性的許多資訊。

    上圖:透過引力透鏡效應來研究暗物質。

    研究者們透過引力透鏡確定了暗物質溫度的限制,因此也限制了暗物質的質量。他們測量了七個遙遠的重力透鏡之下類星體的亮度,以尋找由額外的中間暗物質斑點引起的變化,並使用這些結果來測量這些暗物質透鏡的尺寸。

    如何定義暗物質的溫度?

    關於暗物質科學家並沒有一個精確的溫度,但它們認為暗物質要麼相當“冷”要麼非常“溫暖”。由於暗物質是不會相互碰撞的流體,因此熱力學以及熱力學溫度的概念對於暗物質並不完全使用,其“溫度”的定義也尚不明確。在我們銀河系的“亮物質”光環中,它可能以每秒幾百公里的速度移動,而在大星系團的中心則速度可能達到大約每秒1000公里。後者對應於普通物質1億度的溫度,因此我們可以認為這些暗物質非常熱。常規物質每秒300公里的速度等價於1000萬度。因此,當宇宙學家說暗物質是冷的還是暖的時,他們實際上是在將暗物質的速度與光速進行比較。

    上圖:假設在一個氣球當中,如果分子快速移動,則對應於高溫,氣球會在內部感覺到很大的壓力,因此會膨脹,氣體密度降低;如果分子運動緩慢,這對應於低溫,則氣球內部的壓力較低,因此相對較小,而內部的氣體會非常稠密。暗物質的溫度用這種定義等價來定義。

    質量較大的暗物質更冷,而且通常具有非常大的規模(它們運動速度很高,因此尺度也很大),以至於在單個星系的規模上觀察效果不佳。這使得科學家們不得不尋求其他模型的出現,例如:“溫暖”的暗物質模型以及更輕、更快運動的粒子模型。但至少,科學家們已經透過觀測排除了“熱”暗物質的運動接近光速的可能性,也就是說熱暗物質不大可能存在。

    上圖:蘇黎世大學模擬的(自上而下)冷、溫和熱暗物質在大規模尺度上的形態。

    上圖:這個立體的模擬圖可能更容易看出差別。如果我們的宇宙有大量的熱暗物質,那應該是最左邊的那種效果,大霧瀰漫式的,但根據現在的觀察,似乎我們的“可觀測宇宙”不是這種霧霾風格的。我們的宇宙更像右邊兩種情況。

    如果暗物質粒子更輕、更溫暖並且運動更快,那麼它們將不會形成低於一定尺度的結構。在一定尺寸以下,暗物質只會混雜在一起,形成彌散的形態。研究者們的初步研究結果為暗物質顆粒的質量設定了下限,但並未排除冷暗物質的存在,也就是說我們宇宙中更可能有的是溫的和冷的暗物質。而且物理學家更喜歡冷暗物質,因為它更有可能被發現(運動速度更低)。因為大多數觀測專案(包括CDMS、XENON,Edelweiss和LHC搜尋)對此種情況最敏感。但大自然不會因為我們的技術極限而妥協啊!探測不到就是探測不到呢。

    總結

    暗物質的溫度是以其運動速度等價於常物質的溫度來衡量的。如果確有暗物質的話,它們的溫度就會因運動速度的不同而不同。

  • 2 # 山水1320

    對宇宙存在暗物質的論點提出已經有九十多年了。從最初的可能,到現在探索研究表明,暗物質佔到整個宇宙質量的26.8%。不可否認的是直至目前,也沒有直接觀測到暗物質。這暗物質就是宇宙間的幽靈,總是虛無縹緲無蹤,但又在宇宙間處處存在。一般來說,有正必有反,有明必有暗。對任何事物的看法都必須用一分為二的方法分析研究,才能得到符合客觀實際存在的合理答案。正是引用暗物質的存在,對宇宙結構的形成及百億多年運動變化,從側面得到了驗證。也使大爆炸理論的解釋得到完整。

    至於對暗物質溫度的研究,科學家只能從宇宙星際間的運動變化現象,從側面進行各種複雜的觀測研究。其探索表明,暗物質的特徵之一就是冷。暗物質不存在過熱的功能,暗物質天生就是寒冷的幽靈。有研究表示,其所以太陽內部能有序規律地持續進行熱核反應,其中有暗物質的降溫作用功不可沒。

  • 3 # 詩人的眼睛看世界

    要想知道暗物質有木有溫度,就要先弄清暗物質是什麼物質,溫度的本質是什麼。

    詩人首先明確溫度,溫度是物質在最初級階段——渺觀物質的密度。

    不過溫度反應在宏觀物質和微觀物質裡,就是釋放能的多少,所以在人類熟知的物質世界裡,溫度基本上沒有異議:畢竟人類說的溫度就是對物體的冷熱感知。

    這就好比我們說某個物體的溼度那樣,其實就是那個物體含水量的多少一樣,所以溫度也是如此,只不過渺觀物質是最初級物質,人類還無法探知。

    下面再理清暗物質,暗物質是什麼?其實暗物質只是人類為了解決一些未知或者矛盾,假設出來的一個物質代名詞。

    人類在天文探測時,發現絕大多數天文現象,都無法用人類認為的經典來解釋,比如星系的相互作用(在人類認知裡屬於萬有引力),萬有引力就失靈了,於是就創造性的提出暗物質,意思是整個宇宙都浸泡在暗物質裡,所以暗物質破壞了萬有引力。

    宇宙整個浸泡暗物質裡沒錯,決定物質相互作用也沒錯,只是把暗物質搞成神秘就不對了。

    要知道整個宇宙都浸泡在暗物質裡,那麼也就是說即使你自己的身體內外,都充斥著暗物質,為什麼要捨近求遠,意欲到數千萬億光年之外尋找暗物質。

    人類之所以如此不自信,關鍵科技前沿的人物微觀物質世界裡止步了,迷路了,比如牛頓,雖然有很多無人能及的成就,但就一句“上帝的第一次推動”,就臨陣倒戈背叛了科學。

    物質有完整的演化法則,即使你不承認,物質也不會改變它自身特定法則。

    電子、質子等重子,介子等輕子,正電子等反物質這些龐大的基本粒子群體,它們要麼釋放成能量消失,要麼繼續聚合演化為原子,這樣看來這個物質群體再龐大,都有共同的歸路和前途,所以它們是微觀物質。

    原子以及由原子聚合演化成的元素,分子,單質,細胞,化合物,以至巨大的天體,它們就屬於宏觀物質。

    這裡要提的是,無論宏觀物質,還是微觀物質,它們最容易釋放出來的就熱,可見熱不是能量,而是物質。

    像熱這樣的比微觀物質還要渺小的物質,詩人稱之為渺觀物質,所以熱、光子、氣味、色彩,以及人身上的經絡,還有磁力線的磁子,都是渺觀物質,當然暗物質也是渺觀物質。

    因為渺觀物質就是這樣能感覺的到,但就是不能真實到,所以它們內部具體情況,還屬於未知,但不能因為未知具體內部情況,就否認。

    所以這個問題的答案就來了,暗物質有溫度,它的溫度就是它的密度:當暗物質的密度大到影響到你的溫度計時,你就看到暗物質的溫度了。

  • 4 # 彭曉韜

    首先,目前理論物理學家們想像的暗物質可能並不存在;

    其次,暗物質很可能是溫度低於30K的正常物質。因為溫度低於30K的正常物質幾乎不能產生或反射可見光,是名符其實的不可見物質;

    再者,所謂的宇宙背景輻射很可能就是所謂的暗物質的重要組成部分。因為其平均溫度在2.7K左右,且宇宙空間中分佈廣泛、數量巨大。

    因此,暗物質當然存在溫度差別的。也就是從絕對零度到30K間的正常物質多數屬於這類物質。

  • 5 # 加點藍吧

    中微孑被認為是熱喑物質侯選之一,它質量很低,並且與電磁力和強力不起作用。中微子雖與弱力和重力作用,但因為這兩種力量也很微弱,因此彼此間互動很難被覺察。暗物質大部分是冷的,但一小部分是熱的。它們在暗物質中的比例分別為70%和30%。

    2020--1-15

  • 6 # 手機使用者3881665293

    與溫度無關!他們可以被宇宙中任何已存在的物體,或即將誕生物質吸收,改變以及利用,他們自身沒有對其他異性物質的排斥性,也就是說宇宙中的萬事萬物都可以利用他們,吸收他們,改造他們為自己服務,不過最終結果必須萬事萬物自負!

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