不二如是 发表于 前天 08:37

暗物质看不见、摸不着,那研究它到底对我们普通人的生活有什么实际意义呢?

暗物质看不见、摸不着,那研究它到底对我们普通人的生活有什么实际意义呢?



答案很大程度上取决于提问者,而非研究者。

如果“实际意义”被限定为“明天能不能省两块电费”或“暗物质能不能富国强兵”,那答案只能是——没有。

但若把“实际”放宽一点,把“夏朝是否存在”“人类古猿祖先是否来自非洲”“恐龙为何灭绝”“地球生命是否起源于海底火山”这类追问也视为“有用”,那么暗物质立刻就有了意义:

它正是这一系列“起源故事”里的关键角色。
地球诞生于太阳系,是太阳形成后残余物质凝聚而成;

太阳又是银河系千亿恒星中的一员。

恒星如何诞生?

星系中的气体云(主要成分为氢和氦)在自身引力作用下收缩,中心密度与温度不断升高,最终点燃核聚变,于是诞生一颗稳定燃烧的恒星。

若只关心局部区域里某颗恒星的起源,我们只需追踪那团气体云的演化即可。

但把视野放大到银河系乃至宇宙大尺度结构的起源,就必须请出暗物质。

计算机中的宇宙物质分布,蛛网状的暗物质结构上点缀着星系。



首先,暗物质的总量是构成可见世界的原子物质的五倍以上。

凭借压倒性的质量优势,暗物质必然主导宇宙大尺度结构的形成。

把今天宇宙的三维物质分布画出来,会看到暗物质结成一张蛛网:

纤维(filament)尺度从几十万到几百万光年交错延伸,构成宇宙骨架;星系如珍珠点缀在宇宙网上,在纤维结构的交接处,星系聚集形成星系团。
暗物质“温度不同”,宇宙结构完全不一样。

如果宇宙是中微子构成的,只有很大的宇宙“纤维”和巨大的星系能够在今天来得及形成。

暗物质对宇宙结构形成的主导不仅仅体现在总量上,还体现在它提供了结构形成的初始舞台。

宇宙早期温度极高,原子处于电离状态,光子与电子频繁碰撞,整个原子世界仍然处于热平衡状态,普通物质被“热”得寸步难行。

暗物质因不与光和电子相互作用,率先挣脱热压,提前在局域聚集出引力势阱。

待宇宙冷却,原子物质终于可以凝结时,这些“暗物质晕”早已搭好舞台,引导气体汇聚、坍缩,点燃第一代恒星,最终组装出星系。

若没有暗物质,原子物质的聚集将慢得多,像银河系这般规模的星系或许至今无法形成。

更微妙的是,银河系的诞生还取决于暗物质的“温度”。

今天主流观点认为暗物质是“冷”的——粒子质量大、早期运动速度低,故称冷暗物质(CDM)。

在 CDM 宇宙里,最先形成的是小暗晕,再通过并合长成更大的暗晕;

星系也从小变大,自然演化出银河系这样的系统。上世纪 70 年代,有人曾设想暗物质是轻而快的中微子,即“热暗物质”(HDM)。

HDM 的热运动足以在小尺度上抵抗引力,结构形成顺序与 CDM 相反:

先形成超大结构,再碎裂成小结构。计算机模拟很快显示,在 HDM 宇宙里,银河系级别的星系根本来不及在今天诞生,更遑论南半球夜空中明亮的麦哲伦云这类矮星系。
可见,看不见、摸不着的暗物质,只要性质改动分毫,宇宙样貌便会天差地别,甚至不会有你我坐在这里讨论“意义”。


坦率地说,暗物质至今零应用:

**** Hidden Message *****

我们无法把它抓在手里,更没法塞进电池或发动机。

它不像石油或硅片那样立刻转化为生产力。

据传,法拉第研究电磁学时被问“电学有什么用”,他答:“将来你会征税。”

暗物质研究者大概没有底气复制这句豪言。

但当普通人愿意抬头了解暗物质,他的目光便从脚下的六便士移向夜空的明月,乃至更宏大的宇宙。

这种用理性拓展认知边界的过程,正是“人成为人”的核心

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不二如是 发表于 前天 08:38

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不二如是 发表于 前天 08:38

@FishC 介绍暗物质

FishC 发表于 前天 08:38

不二如是 发表于 2025-09-29 08:38
@FishC 介绍暗物质

@FishC 介绍暗物质

您好!暗物质是宇宙中一种神秘的物质,它不发光、不吸收或反射电磁波(比如光),所以我们无法直接观测到它。但它通过引力影响着星系和宇宙的结构。以下是关于暗物质的简要介绍:

什么是暗物质?
暗物质是一种假设的物质,约占宇宙总质量的27%(相比之下,普通物质只占约5%)。它不参与电磁相互作用,因此无法用望远镜直接探测。

为什么科学家认为暗物质存在?
科学家通过间接证据推断出暗物质的存在,例如:

[*]星系旋转曲线:观测显示星系外缘的恒星运动速度比预期快,表明有额外引力来源。
[*]引力透镜效应:大质量天体(如星系团)弯曲光线,暗示存在看不见的质量。
[*]宇宙微波背景辐射:宇宙早期结构的形成需要暗物质的引力帮助。


暗物质的重要性
它帮助解释宇宙的大尺度结构和演化。如果没有暗物质,星系可能无法稳定形成。目前,科学家正在通过粒子物理实验(如地下探测器)和计算机模拟来研究暗物质。

计算机在暗物质研究中的作用
计算机模拟用于建模宇宙演化,处理天文数据,例如使用 N体模拟 来模拟暗物质分布。这有助于测试理论并预测观测结果。

总之,暗物质是宇宙学中的关键谜题,虽然我们还没直接探测到它,但研究它有助于理解宇宙的起源和命运。如果您对计算机模拟或数据分析感兴趣,可以进一步探索相关领域!

以上回复来自 FishC AI 小助理,如未能正确解答您的问题,请继续追问。

pyzyd 发表于 前天 13:37

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快速收敛 发表于 前天 13:47

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不二如是 发表于 前天 16:33

pyzyd 发表于 2025-9-29 13:37
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{:13_450:}鱼C有你更精彩{:10_288:}

不二如是 发表于 前天 16:33

快速收敛 发表于 2025-9-29 13:47
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小甲鱼的二师兄 发表于 前天 17:53

越是神秘的东西,越会勾起人们的好奇心~

画风华 发表于 前天 18:02

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不二如是 发表于 前天 18:19

画风华 发表于 2025-9-29 18:02
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Clay_Chow 发表于 昨天 06:05

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qq16542 发表于 昨天 09:19

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一一一yi 发表于 昨天 09:37

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不二如是 发表于 昨天 10:03

一一一yi 发表于 2025-9-30 09:37
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{:13_450:}鱼C有你更精彩{:10_288:}

不二如是 发表于 昨天 10:04

qq16542 发表于 2025-9-30 09:19
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不二如是 发表于 昨天 10:04

小甲鱼的二师兄 发表于 2025-9-29 17:53
越是神秘的东西,越会勾起人们的好奇心~

是滴!!!
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