暗物质简介
“暗物质”是什么,为什么科学家们一直在研究它？
“暗物质”是什么，为什么科学家们一直在研究它？暗物质是一种假想粒子，它（们）不与光子作用，因此不发出电磁波辐射，也不会被照片投影成可见的图像。
目前，科学家们普遍认为宇宙的约85％由暗物质组成。
那么，为什么科学家们对暗物质的研究如此不懈？1.暗物质的存在可以解释宇宙的形成和发展科学家们开始研究暗物质是因为他们发现宇宙展现出的引力过强。
因此，他们推测有更多的物质，即“暗物质”，必须存在，以产生与观测到的引力相匹配的额外引力场。
在极早期的宇宙，暗物质的引力影响被认为影响了标准物质的分布和移动，从而影响了宇宙的形成和演化。
2.暗物质的研究可以揭示宇宙的未知领域通常，科学家们的研究都是基于理解早期的观测结果和理论，然后在发现新信息时调整和修改这些理论。
暗物质的研究就是这种情况的一例。
在研究的过程中，科学家们可能会发现新的物质和现象，这些物质和现象可能会重新定义我们对宇宙的认知。
3.暗物质可以帮助我们确定我们的宇宙是否会继续膨胀当我们谈到暗物质的时候，科学家们不仅在研究它们的物质成分，还在研究暗物质的运动方式。
它们是静止不动还是漫游在宇宙中？由于暗物质的存在，我们可能会得出一些关于宇宙将来的预测。
4.暗物质的研究有助于确定宇宙中的所谓“暗能量”尽管暗物质仍然是神秘的东西，但是还有一种能量被认为存在于宇宙中，那就是“暗能量”。
暗能量与暗物质一样神秘，其显然会在宇宙中扮演着重要的角色。
通过研究暗物质的性质，我们可能会理解更多这种能量存在的地方与作用。
总之，暗物质的研究是非常重要的，它可能会导致我们对宇宙的认知发生重大转变。
为了更加深入地了解暗物质，我们需要科学家们通过研究得出更多有关暗物质的信息。
暗物质简介ppt课件
暗物质与星系的形成和演化
暗物质与星系的形成
暗物质在星系形成中起到了关键作用 。暗物质的引力作用有助于束缚星系 内的恒星和气体，使得星系得以稳定 存在。
暗物质与星系的演化
暗物质对星系的演化也有重要影响。 暗物质的引力作用影响了星系内恒星 的运动和分布，使得星系得以维持稳 定的形态。
暗物质的分布和密度可能与普通物质不同，因此对宇宙的引力效应具有重要影响。
暗物质的发现
暗物质的发现是基于其对宇宙 的引力效应被观测到的。
通过对星系旋转速度和宇宙微 波背景辐射的观测，科学家们 推断出暗物质的存在。
暗物质的分布和密度可以通过 观测星系团、星系和宇宙微波 背景辐射等手段进行推断。
暗物质对宇宙的影响
暗物质对宇宙的结构和演化具有重要 影响。
暗物质可能占据了宇宙中大部分的质 量-能量，对宇宙的膨胀和演化具有 重要作用。
暗物质的引力效应使得星系和星系团 得以形成和维持稳定。
暗物质可能是解释宇宙学观测中一些 未解之谜的关键因素，例如宇宙常数 问题和高红移观测问题。
02
暗物质的组成和分布
暗物质的组成
暗物质对宇宙的未来影响
暗物质与宇宙的未来
暗物质对宇宙的未来有着深远的影响。随着 宇宙的膨胀和演化，暗物质的分布和性质可 能会发生变化，这将对宇宙的未来演化产生 重要影响。
暗物质与宇宙学研究
暗物质是宇宙学研究的重要课题之一。对暗 物质的研究有助于我们更深入地理解宇宙的 起源、演化和未来，为人类探索宇宙的奥秘 提供了新的视角和线索。
04
暗物质的研究现状与挑战
研究现状
暗物质的探测
目前，暗物质的探测主要依赖于大型粒子加速器和天文观测。其中，粒子加速器实验如CDMS、 DAMA等正在不断寻找暗物质粒子，而天文观测如引力透镜、星系旋转曲线等则提供了暗物质分布和 运动的信息。
暗物质在地球上存在的证据
暗物质在地球上存在的证据暗物质是指一种无法直接测量或探测的物质，因为它不散发电磁辐射，所以对于目前的科学家来说是一种神秘的存在。
但是，有一些实验与观测数据表明，暗物质在地球上是存在的。
一、星系旋转曲线星系旋转曲线是指通过测量星系成员星体的速度和距离，确定星系中心周围物质的分布和质量。
如果宇宙中的物质都是明亮的恒星和气体，那么星系的旋转速度应该随着距离的增加而减缓。
然而，当科学家进行实际测量时，他们发现星系的旋转速度不仅没有减缓，反而平稳或增加。
这暗示着在星系之外存在一些不可见的物质作用，这个作用就被称为“暗物质”。
二、宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射是宇宙早期放出的辐射，其通过大爆炸后遗产中获得。
可是，在宇宙微波背景辐射地图上，科学家发现一些异常亮的区域，它们不能被星系和宇宙背景辐射解释。
而这些异常亮的区域恰恰吻合了暗物质的分布，这意味着暗物质在这些区域产生了引力作用，从而影响了宇宙微波背景辐射。
三、质子自销毁暗物质不会发射电磁波，所以直接观测它是非常困难的。
然而，在地球内部，距离核心较近的大气层的高能粒子实验室 observe 研究发现，在正常情况下，高能粒子将贯穿我们的大气层并与大气碰撞会分裂出的粒子包含具有质量和束缚的核子,但当这些核子与暗物质粒子相遇时，暗物质粒子会发生掠夺反应，将质子自销毁而释放出高能光子。
这意味着，在实验室的探测器中，科学家能够观测到这些高能光子，从而证明存在暗物质。
综上所述，暗物质在地球上的存在还有待更多的证明和研究，但是以上的实验与观测数据表明了暗物质的存在对星系旋转曲线、宇宙微波背景辐射、高能粒子实验室的影响。
这些证据都向我们表明，暗物质是宇宙中不可忽视的一部分。
宇宙中最重的物质是什么
宇宙中最重的物质是什么宇宙是一个浩瀚而神秘的存在，我们生活的地球只是宇宙中微不足道的一个微小点。
而在这个广袤的宇宙中，隐藏着许多令人惊叹的事物。
其中之一便是宇宙中最重的物质。
在探索宇宙奥秘的旅程中，科学家们一直在努力寻找这些重量级的物质。
本文将探讨宇宙中最重的物质以及与其相关的研究进展。
科学家们发现，宇宙中最重的物质是暗物质。
暗物质是一种不发光、不发热且与正常物质相互作用极小的物质。
它悄无声息地存在于宇宙的各个角落，并通过其巨大的质量对宇宙的演化产生重要影响。
暗物质的存在首先是通过天文观测得出的结论。
科学家们通过观测银河系中的恒星运动以及整个宇宙的大尺度结构，发现只考虑可见物质无法解释这些观测结果。
暗物质的引力效应成为解释这些观测现象的合理理论。
根据多种实验证据，暗物质约占宇宙总质量的27%。
然而，暗物质具体由什么组成目前仍然是个谜。
科学家们提出了众多假设，包括暗物质是一种特殊的粒子，或者是由一类未知粒子组成的。
但目前尚未找到确凿的证据来证实这些假设。
近年来，大型科学实验设施如欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）和美国国家科学院的超级冷暗物质探测器（SuperCDMS）等，积极推动着对暗物质性质的研究。
除了暗物质，黑洞也是宇宙中最重的物质。
黑洞是一种密度极高、引力极强的天体，由恒星在死亡过程中形成。
当一个恒星燃尽了所有可供消耗的氢燃料，核聚变停止，导致恒星塌缩。
如果恒星质量足够大，塌缩过程将超过一定的临界值，形成一个初始质量极高的黑洞。
黑洞的引力极强，甚至连光都无法逃脱，因此它们被称为“黑洞”。
黑洞质量可以相当大，超过数十亿太阳质量。
这些超大质量黑洞被认为是存在于星系中心的，被称为“超大质量黑洞”，它们对星系的演化和结构有着不可忽视的影响。
然而，尽管科学家们对黑洞有着广泛的研究，黑洞的起源和性质仍然是一个迷。
关于黑洞的奥秘，一些重要的问题仍然没有被完全解答。
研究黑洞的挑战性在于，它们在宇宙中的分布广泛，但由于它们不发光，因此无法直接观测和测量其质量。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量什么是暗物质暗物质（Dark Matter）是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。
暗物质的密度非常小，但是数量非常庞大。
自从牛顿发现了万有引力定律以来, 人们就一直尝试用引力理论来解释各种天体的运动规律, 在这个过程中, “暗物质”的概念很早就已经形成了。
现代意义下的暗物质概念是瑞士天文学家家弗里兹·兹威基（Fritz Zwicky）早在1933 年研究后发星系团中星系运动的速度弥散时就提出来了。
他根据所测得的星系速度弥散并应用维理定理得到了后发星系团的质光比, 发现其比太阳的质光比要大400 倍左右。
1934 年，他在研究星系团中星系的轨道速度时，为了解释“缺失的物质”问题而正式提出了暗物质的概念．但当时并没引起太多的关注，直到40 年后，人们在研究星系中恒星的运动时遇到类似的困难: 人们发现如果仅考虑可见( 发光) 物体彼此之间的相互吸引力，那么各式各样的发光天体( 包括恒星、恒星团、气状星云，或整个星系) 运动的速度要比人们预想的快一些。
暗物质存在最直接的证据来自于漩涡星系旋转曲线的测量。
通常测量的旋转曲线在距离星系中心很远的地方会变平, 并且一直延伸到可见的星系盘边缘以外很远的地方都不会下降。
如果没有暗物质存在, 很容易得到在距离很远的地方旋转速度会随距离下降: v(r)= GM(r)! r ∝1!r因此, 平坦的旋转曲线就意味着星系中包含了更多的物质。
2003 年，Wilkinson 微波背景各向异性探测( WMAP) 、Sloan数字巡天( SDSS) 和最近的超新星( SN) 等天文观测以其对宇宙学参数的精确测量，进一步有力地证实了暗物质的存在．这在人类探索宇宙奥秘和物质基本结构的道路上无疑是一个光辉的成就．最新数据显示，在宇宙能量构成中，暗能量占72%，暗物质占23%，重子类物质只占了5%左右．暗物质的探测暗物质的探测可以分为如下3 种方法。
暗物质质量单位
暗物质质量单位一、暗物质简介暗物质是宇宙中一种神秘的物质，无法直接观测到，也不与电磁辐射相互作用，因此无法通过现有的科学仪器来探测。
然而，通过对宇宙的观测和理论研究，科学家们发现了暗物质的存在证据。
暗物质占据了宇宙总质量的大约27%，远远超过我们所熟知的可见物质。
二、质量单位简介质量是物体所具有的惯性和引力特性的量度，通常用千克（kg）作为国际单位制中的质量单位。
然而，在研究宇宙的尺度时，千克并不是最方便的单位，因为宇宙中的质量通常非常巨大。
为了更好地描述宇宙中的质量，科学家们引入了一些特殊的质量单位，其中之一就是以太子质量（eV/c²）。
太子质量单位是以能量为基础的质量单位，其中eV表示电子伏特，c表示光速。
暗物质质量单位则是将太子质量单位转化为千克。
具体而言，1太子质量单位约等于 1.783×10⁻³¹千克。
这样的转化使得科学家能够更方便地讨论宇宙中的暗物质质量，而不必使用过于庞大的千克单位。
四、暗物质质量单位的重要性暗物质质量单位的引入对于研究宇宙中的暗物质起到了重要的作用。
通过使用暗物质质量单位，科学家们能够更好地描述和比较不同天体中的暗物质质量。
例如，在研究星系团时，科学家们可以通过测量质量以暗物质质量单位来表达它们的暗物质含量，从而比较不同星系团之间的质量差异。
暗物质质量单位的使用还有助于研究暗物质粒子的性质。
根据目前的理论模型，暗物质可能由一种或多种未知的基本粒子组成。
通过研究暗物质质量单位，科学家们可以估计这些暗物质粒子的质量范围，并进一步推测其可能的性质和相互作用方式。
五、暗物质研究的挑战和前景尽管暗物质质量单位的引入方便了暗物质研究，但是我们仍然面临着许多挑战。
首先，由于暗物质不与电磁辐射相互作用，直接观测它们变得异常困难。
科学家们只能通过间接的观测手段，如星系旋转曲线和宇宙微波背景辐射等来推测其存在和性质。
暗物质的组成和性质仍然是一个谜。
“暗物质”是什么,为什么科学家们一直在研究它？
“暗物质”是什么，为什么科学家们一直在研究它？暗物质是指在宇宙中没有发出或反射可见光的物质，但却由于其引力作用而被证实存在。
科学家们一直在研究暗物质，是为了揭示宇宙中一些未能被解释的现象。
下面列举了3个科学家们研究暗物质的原因：1.解释星系旋转速度早期的天文学家曾经认为，星系的旋转速度应该随着距离中心的偏离而减慢。
但是，这个假想却被事实所否定。
在星系的外部，旋转速度是很稳定的。
这个稳定的旋转速度导致了一个非常困惑的问题：为什么星系会以这样的速度旋转而不发生坍塌？这就是暗物质的一个例子——暗物质善于承受引力，与普通的物质不同，它不会发生坍塌，因此，可以帮助解释星系的旋转速度。
2.解决宇宙学拓展速度问题描述宇宙学扩张的基本物理学原理是：越远的星系会以越快的速度远离我们。
这个原理取决于暗能量，因为一个完全由暗物质构成的宇宙是不可能的。
暗能量是另一个未能被解释的现象——它是一种反重力物质，可扭曲宇宙的空间时间结构，导致宇宙的加速扩张。
暗物质与暗能量一起，则协同作用，形成了“暗物质暗能量宇宙学模型”，可以解释宇宙学现象。
3.验证引力波引力波是爱因斯坦广义相对论的预测结果，它们是由能量和动量在时空中传播的扰动，类似于石头投入池塘中的波纹。
暗物质的存在可以通过引力波的探测来验证，暗物质会通过引力作用来操纵物体的运动，这些物体包括引力波探测器中的测量设备。
综上所述，暗物质扮演着揭示宇宙中未解之谜的关键角色。
虽然暗物质在现实生活中不可见，但是它对于了解宇宙的演化和解决宇宙学问题至关重要。
什么是暗物质概念定义是什么
什么是暗物质概念定义是什么暗物质的存在一经证实,意味着人类首次发现了暗物质存在的形式,将是物理学的重大突破。
暗物质被称为“世纪之谜”，那么暗物质到底是什么呢?下面是小编为大家整理的暗物质的概念定义，希望你会喜欢!暗物质的概念定义暗物质(Dark Matter)是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质，比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。
暗物质-暗能量是影响当今量子粒子物理+天体物理的“两片乌云”，暗物质的密度非常小，但是数量庞大，因此它的总质量很大，它们代表了宇宙中96%的物质含量，其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到(约4.9%)。
暗物质“未来”的仪器可以直接观测得到，但它能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。
暗物质中的“暗物质粒子”的存在有可能是量子粒子物理的弱相互作用力的大质量重粒子的极化粒子类似于“磁单极粒子”的跃迁线性粒子。
暗物质存在的最早证据来源于对矮椭球星系旋转速度的观测。
现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、天文观测和膨胀宇宙论研究表明：宇宙的密度可能由约68.3%的暗能量，4.9%的重子物质，26.8%暗物质组成。
新计算机模型：暗物质并非由重粒子组成。
科学家1月29日在阿奇夫论文预印本网站上发表报告称，美国航空航天局的钱德拉X射线天文台的数据显示，以特定能量发出的超量X射线令图表上出现一个隆起。
众所周知，X射线谱线能揭示暗物质的存在。
暗物质是一种未知的物质，科学家认为宇宙绝大部分由其构成。
暗物质的物质分布天文学的观测表明，宇宙中有大量的暗物质，特别是存在大量的非重子物质的暗物质。
据天文学观测估计，宇宙的总质量中，重子物质约占2%，也就是说，宇宙中可观测到的各种星际物质、星体、恒星、星团、星云、类星体、星系等的总和只占宇宙总质量的2%，98%的物质还没有被直接观测到。
在宇宙中，非重子物质的暗物质当中，冷暗物质约占70%，热暗物质约占30%。
宇宙中暗物质的性质及其作用
宇宙中暗物质的性质及其作用引言：宇宙是一个神秘而广阔的地方，它包含着无数的星系和行星。
而其中存在着一种神秘的物质，被称为暗物质。
暗物质是构成宇宙的重要组成部分，虽然它无法被直接观测到，但其性质和作用在宇宙学领域中引起了广泛的研究和探索。
本文将会就暗物质的性质及其可能的作用展开深入探讨。
一、暗物质的性质1. 质量：暗物质被认为占据宇宙总质量的大约27%，具有巨大的质量。
这一估计是通过观测宇宙的运动和重力效应得出的。
暗物质的质量远远超过我们能够直接观测到的普通物质，如星系、恒星和行星等。
2. 不可见性：暗物质之所以被称为“暗”，是因为它无法与电磁波相互作用，也就是说，我们无法通过直接观测到暗物质的辐射来证实其存在。
这使得暗物质的研究变得困难而复杂。
3. 重力相互作用：除了无法被观测到之外，唯一能够感知暗物质存在的方式是通过它的引力效应。
暗物质与周围普通物质之间通过引力相互作用，影响宇宙的演化和结构的形成。
二、暗物质的存在证据1. 星系旋转曲线：天文学家发现星系内部的恒星运动速度与预期不符，无法仅通过可见物质的质量解释这个现象。
这意味着在星系中存在着额外的质量，也就是暗物质。
2. 宇宙微波背景辐射：宇宙大爆炸后，产生了宇宙微波背景辐射。
通过对这些微波辐射的观测，天文学家发现了暗物质的存在证据。
暗物质的引力会导致微波辐射的略微扭曲。
3. 大尺度结构形成：暗物质在宇宙演化中起到了重要的作用，它通过引力相互作用，促使宇宙中的物质形成大尺度的结构，如星系团、超星系团等。
这些结构的形成和观测也提供了暗物质存在的间接证据。
三、暗物质的作用1. 维持星系稳定：暗物质的引力对星系的稳定和演化起到了至关重要的作用。
它提供了额外的质量来平衡恒星和气体云团的引力作用，从而维持星系的形状和稳定运动。
2. 形成大尺度结构：正是暗物质的引力相互作用促使了宇宙中大尺度结构的形成。
星系团、超星系团等的形成都受到暗物质的重力约束。
这些结构的形成对宇宙学的研究具有重要意义。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量什么是暗物质暗物质（Dark Matter）是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。
暗物质的密度非常小，但是数量庞大，因此它的总质量很大，它们代表了宇宙中26%的物质含量，其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到（约4.9%）。
暗物质无法直接观测得到，但它能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。
暗物质的发现大约65年前，第一次发现了暗物质存在的证据。
弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。
最直观的证据是旋涡星系的旋转曲线。
尽管对暗物质的性质仍然一无所知，但是到了80年代，占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。
“观测”暗物质的手段观测暗物质的手段主要有，引力透镜法，旋涡星系的旋转曲线，星系中的恒星或星系团中的星系的速度弥散，星系团（及椭圆星系）的X射线气体的流体静力学平衡方法，星系团的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应等等。
直接探测间接探测WIMP。
WIMP偶尔会撞上一个原子核。
这一碰撞会散射原子核，进而使之和周围的原子核发生碰撞。
由此科学家可以探测到这些相互作用所释放出的热量和闪光。
对于暗物质的直接探测实验一般都这设置于地底深处，以排除宇宙射线的背景噪声。
这类的实验室包括美国的Soudan mine和DUSE、加拿大的SNOLAB地下实验室、意大利的大萨索国家实验室(Gran Sasso National Laboratory)以及英国的Boulby mine。
间接探测暗物质的间接探测主要是观测其两两湮灭时所产生的讯号。
由于其湮灭所产生的粒子与其暗物质的模型有关，有许多种类的实验被提出。
假使暗物质是马约拉那粒子，则两个暗物质对撞会湮灭产生伽马射线或正负粒子对。
如此可能会在星系晕生成大量伽马射线、反质子和正电子。
暗物质与暗能量简介
暗物质与暗能量简介宇宙是一个神秘而广阔的空间，其中隐藏着许多我们尚未完全了解的奥秘。
暗物质和暗能量就是其中最为神秘的存在之一。
它们虽然无法直接被观测到，却在宇宙的演化过程中扮演着至关重要的角色。
本文将简要介绍暗物质与暗能量的概念、性质以及它们对宇宙的影响。
一、暗物质暗物质是一种神秘的物质形态，它不发光、不吸收光，也不与普通物质发生相互作用，因此无法被直接观测到。
然而，通过对宇宙中星系运动的观测以及宇宙微波背景辐射的分析，科学家们得出了暗物质存在的结论。
据估计，暗物质占据了宇宙总质量的约27%，是构成宇宙的重要组成部分。
暗物质的性质至今仍然是一个谜。
目前的理论认为，暗物质可能由一种或多种新型粒子组成，这些粒子与普通物质的相互作用非常微弱，因此极为难以探测。
科学家们正在进行各种实验和观测，试图揭示暗物质的真实面目，但迄今为止，暗物质仍然是宇宙中最大的谜团之一。
暗物质对宇宙的影响是巨大而深远的。
它通过引力相互作用影响着星系的运动，维持着星系的稳定性。
此外，暗物质还参与着宇宙大尺度结构的形成，对宇宙的演化起着至关重要的作用。
因此，研究暗物质不仅可以帮助我们更好地理解宇宙的起源和演化，还有助于揭示物质的本质和宇宙的奥秘。
二、暗能量除了暗物质，暗能量是另一种神秘的存在。
暗能量是一种反重力的力量，它导致了宇宙的加速膨胀。
暗能量的存在首次被宇宙学家们提出是在上世纪90年代，当时他们通过观测到的遥远超新星爆炸的数据发现，宇宙的膨胀速度正在加快，这一发现颠覆了人们对宇宙演化的传统理解。
暗能量的性质同样是一个谜。
目前的主流理论认为，暗能量是一种均匀且恒定的能量密度，它填充着整个宇宙空间，并且具有负压力，导致了宇宙的加速膨胀。
然而，对于暗能量究竟是什么以及它是如何影响宇宙膨胀的机制，科学家们仍然知之甚少。
暗能量对宇宙的影响是巨大的。
它不仅导致了宇宙的加速膨胀，还影响着宇宙大尺度结构的形成。
暗能量的存在改变了我们对宇宙命运的理解，也引发了许多关于宇宙结构和演化的新问题。
暗物质的种类与特性
暗物质的种类与特性在现代宇宙学中，暗物质是一个备受关注的话题。
虽然科学家迄今仍未直接观测到暗物质，但通过其对宇宙结构和现象的影响，人们对暗物质的存在有着较高的置信度。
本文将讨论暗物质的种类以及相关的特性，以帮助我们更好地了解这个神秘的宇宙组成。
暗物质的种类暗物质是指在世界上存在但无法通过电磁辐射与我们直接相互作用的物质。
根据目前的理论和观测数据，暗物质的种类可以分为以下几类。
1. 冷暗物质冷暗物质是暗物质中最常见的种类，它对于构成宇宙的总质量起到重要作用。
冷暗物质由一类与普通物质几乎不相互作用的假设粒子组成，这些粒子的运动速度远远低于光速。
根据大爆炸理论和宇宙微波背景辐射的相关数据，冷暗物质的存在可以解释基于引力的宇宙结构的形成。
2. 热暗物质相对于冷暗物质，热暗物质的粒子速度较高，接近光速。
热暗物质的存在对宇宙结构的形成起到一定的作用，但其相互作用较强，与电磁辐射有着较大的耦合。
热暗物质可能由某些相对论粒子组成，例如，通过大型强子对撞机等实验研究，我们可以了解到一些关于热暗物质的性质。
3. 中性暗物质中性暗物质是指具有中子性质的暗物质粒子，其与电磁力没有相互作用。
中性暗物质的概念最早由物理学家赛尔兴布罗克提出，并对其性质进行了一些研究。
然而，目前对于中性暗物质的研究仍处于起步阶段，科学家们需要更多的观测数据和实验证据来揭示其特性。
暗物质的特性暗物质的特性至今仍是一个科学上的谜题，但根据现有的理论和观测数据，我们可以了解到一些关于暗物质的特性。
1. 引力相互作用暗物质通过其引力作用影响着宇宙的结构和形态。
根据天体物理学家观测到的星系和星系团旋转曲线的异常现象，我们可以推断出它们的质量远远超过其可见物质质量，这需要暗物质的存在来解释。
2. 分布均匀性暗物质在宇宙中呈现出一定的分布均匀性，这与我们对宇宙形成和演化的了解是相符的。
观测结果表明，在大尺度上，宇宙呈现出类似海绵状的结构，暗物质在其中起到了重要的支撑作用。
什么是暗物质
什么是暗物质
什么是暗物质
暗物质是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。
下面是小编为大家整理的什么是暗物质，仅供参考，欢迎阅读。
暗物质也叫不可视物质，这类物质是否真实存在于广阔无垠的宇宙中，至今科学还不能做出最后的定论。
然而很多证据表明了它存在的可能性。
天体物理学的一个最新研究成果表明，各种化学元素的总和，按质量不超过宇宙总质量的113，其余713的质量由暗物质提供的。
也就是说，人类现今所认识到的物质，并不是宇宙间的主要成分，而只占其质量的113。
这一成果引出了人们对暗物质的各种推测。
暗物质的概念最先由瑞士天文学家兹威基提出。
他在用光度方法和动力学方法估计后发星系团的`质量时，发现后者测得的质量为前者的122倍。
这表明后发星系团的主要质量并非由可视的星系贡献的，这种还未被发现和证实的物质就被称为“下落不明的质量”，即暗物质。
一直以来人们对暗物质有很多种猜测，例如认为它是气态物质，尘埃、变暗的星等等，然而这些猜测后来都被科学否定了。
目前，对暗物质的研究已经有了新的进展，认为它是由中微子大量聚积而产生的。
相信，随着科学研究的深入，暗物质的问题会逐渐明朗起来。
暗物质公式
暗物质公式
x
《暗物质公式》
定义：暗物质是物理学中的一种未知物质，是有重力作用力，但不参与光线或其他可见电磁波交互作用的物质。
它被认为是宇宙中最丰富，但至今未被完全确定的物质类型。
物理特性：暗物质的物理特性未知，有些学者认为它可能具有电子、质子或夸克等微粒组成，这种微粒有可能产生弱交互作用，但不参与光线或其他可见电磁波交互作用。
定义公式：暗物质公式被定义为：
DM = ρ× V
其中，ρ表示暗物质的密度，V 表示暗物质分布的容积。
另外，ρ和V 又可以表示为：
ρ=m/V
V=M/ρ
其中，m 表示暗物质的质量，M表示暗物质分布的总质量。
意义：暗物质的公式表明，它的分布受重力场的影响，因此它有可能受到引力的影响，而不受光子等可见电磁波的影响。
这也表明，暗物质可能起着重要的宇宙学作用。
- 1 -。
宇宙中暗物质的科普
暗物质的科普一、前言暗物质（Dark Matter）是指一种不与光子发生电磁交互作用且无法观测到的物质。
在宇宙学中，科学家通过对星系轨道和宇宙微波背景辐射进行研究，推断出暗物质的存在。
这篇论文将介绍暗物质的意义、研究进展、物理性质以及未来研究方向。
二、暗物质的意义暗物质的发现是宇宙学的一大突破。
它揭示了宇宙隐藏的部分，远超过现有观测手段所能观测到的可见物质。
据估计，暗物质占宇宙总质量的约85%，而可见的物质仅占一小部分。
因此，了解暗物质的物理性质对于我们理解宇宙演化、天体物理学、基本粒子物理学等方面的重要问题至关重要，如研究宇宙大爆炸及引力波、寻找暗物质粒子等。
三、研究进展对于暗物质的研究起步于20世纪60年代，随着大量天文学数据的积累和技术的进步，研究进展显著。
目前，主要的研究手段包括天文观测、数值模拟和实验室探测三个方面。
天文学观测方面，通过观测星系旋转曲线、星系团的X射线辐射和宇宙微波背景辐射等多个角度，研究暗物质的密度、分布等特性。
例如，通过对星系旋转曲线的研究，可以推断出星系中暗物质的分布情况。
数值模拟方面，被广泛用于模拟宇宙大尺度结构和暗物质的演化。
通过建立数值模型，科学家们可以研究暗物质的分布特性、形成和演化等问题。
通过数值模拟，科学家们发现，暗物质通过自身的引力相互作用形成了网络，其中密集区域形成了暗物质晕，这些暗物质晕又可以催生出甚至比星系还大的暗物质结构。
实验室探测方面，目前主要分为两个方向，一是寻找暗物质的粒子性质，二是利用暗物质的引力进行探测。
例如，LZ实验就是一种利用液体氦探测暗物质的方法。
近年来，一批新的实验设备如XENON、PandaX-II等，也相继进入实验期，运行中的CDMS和LUX-ZEPLIN实验也在不断升级和改进，为检验暗物质粒子理论模型、探寻暗物质提供了重要机遇。
四、暗物质的物理性质目前，科学家们并没有找到确定的暗物质粒子，关于暗物质的物理性质仍是个谜。
物理学中的暗物质原理
物理学中的暗物质原理物理学中的暗物质一直是一个谜团，虽然科学家们对它进行了各种各样的研究，但目前还没有完全弄清楚它的本质。
那么，什么是暗物质，它为什么难以被发现呢？下面我们将深入探讨。
一、什么是暗物质在科学家的观察中，暗物质是一种没有发光的物质，它处于天体物理现象之中，在银河系、星系、星系团、宇宙背景辐射等广泛的天体物理现象中存在。
根据科学家的研究，暗物质占据了宇宙总量的80%左右，而我们能够观测的普通物质只占据宇宙总量的20%左右，这是一个不平衡的现象。
暗物质不同于普通物质，它的存在是通过对宇宙和星系的运行研究得出的。
科学家们猜测，暗物质可能是由一些不受电磁相互作用的微粒，如轻体粒子或中微子等构成的。
然而，由于暂时无法直接观测到它，因此暗物质的成分和性质仍然是一个谜团。
二、为什么暗物质很难被发现暗物质之所以难以被发现主要是由于以下三个原因：1.暗物质与普通物质没有电磁相互作用，这意味着它们不会发出光线，也不会吸收光线。
因此，暗物质在广义上是没有颜色的。
2.暗物质的粒子比较微小，而且生命周期非常短，这意味着它们对粒子包层和辐射会产生非常微弱的影响。
因此，科学家无法利用传统技术来观测和检测暗物质。
3.暗物质的密度非常低，这意味着在一定的范围内，暗物质粒子的数目非常少，科学家们需要采用强大的探测器来探测这些微小的粒子，这也是一件非常困难的事情。
三、暗物质可能的组成暗物质可能由一些微粒构成，包括脱离了中子、质子的单个粒子。
一种被广泛研究的暗物质假说认为，暗物质是一种叫做粒子的微粒构成的。
粒子有可能是一些超对称粒子，这意味着它们是一些非常微小的粒子，它们之间的相互作用非常微弱，这也是目前暗物质研究的重点。
四.暗物质研究的现状目前，暗物质的研究一直是天体物理研究领域中的一个热点话题。
在暗物质的研究中，科学家们使用了多种方法，如天文观测、粒子加速器等技术来去检测暗物质。
同时，科学家们还进行了大量的模拟实验来研究暗物质的不同形态和性质。
暗物质就是磁场物质
暗物质就是磁场物质百度百科：暗物质是一种比电子和光子还要小的物质（1），不带电荷（2），不与电子发生干扰（3），能够穿越电磁波和引力场（4），是宇宙的重要组成部分（5）。
暗物质的密度非常小（6），但是数量庞大（7），因此它的总质量很大（8），它们代表了宇宙中26%的物质含量，其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到（约4.9%）。
暗物质不仅本身不发光（9），而且光线也射不进去（10），所以人是看不到的（11）。
最令人惊讶的是，它虽然摸不到（12），却有重量和引力（13）。
暗物质无法直接观测得到（14），但它能干扰星体发出的光波或引力（15），其存在能被明显地感受到（16）。
迄今为止，在地球上的实验室里发现暗物质的尝试也都以失败而告终。
百度百科：磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，磁场不是由原子或分子组成的，但磁场是客观存在的。
磁场具有波粒的辐射特性。
磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的，所以两磁体不用接触就能发生作用。
磁场是电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。
迄今为止，在地球上的实验室里发现磁场物质的尝试也都以失败而告终。
地球膨裂说认为，从百度百科对暗物质和磁场的定义可以看出，暗物质就是磁场物质。
暗物质的16条性质除第（3）条不与电子发生干扰外，其余15条与磁场物质完全相同。
地球膨裂说认为，既然暗物质和磁场性质完全相同，暗物质就是磁场物质。
如何理解暗物质不与电子发生干扰（3）性质与磁场物质与电子发生干扰性质不同呢？现代科学研究发现任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用{1}。
因此，磁场物质或暗物质必然都与电子发生干扰，但因为星际空间的磁场强度10^(-10)(T)非常小，所以人们误认为暗物质不与电子发生干扰。
这就像牛顿认为苹果没有磁性，所以苹果掉落是被万有引力吸引掉落的，从而提出了错误的万有引力理论一样。
因为任何物质都具有磁性，所以苹果也有磁性，只不过太小。
暗物质与暗能量简介
暗物质与暗能量简介在我们的宇宙中，存在着许多神秘的组成部分，其中最为人熟知的就是普通物质，即我们可以直接观察和感知的星星、行星以及气体等。
然而，科学家们近年来发现，我们所熟悉的普通物质只占据了宇宙中物质总量的一小部分。
相反，约95%的宇宙物质由两种神秘的成分组成：暗物质和暗能量。
理解它们的特性，对于揭示宇宙的秘密和未来的发展方向有着重要意义。
暗物质概念与特征暗物质是一种不可见的物质，它不会发出、吸收或反射任何电磁辐射，因此无法通过现有的望远镜直接观察到。
尽管如此，科学家们通过其对可见物质的引力影响推断出暗物质的存在。
暗物质占据了宇宙总质量的约27%，而普通物质仅占5%。
剩余68%则被暗能量填补。
暗物质的一些关键特征包括：无辐射性：暗物质与普通物质不同，不容易以光波或其他形式的电磁辐射释放能量。
引力作用：虽然不可见，暗物质仍然能通过引力影响周围的星系和星际气体的运动。
例如，通过研究星系旋转速度与其可见质量之间的不一致性，科学家们了解到存在大量未被观察到的暗物质。
超级大质量：相比于普通物质，暗物质可能以一种更为集中的形式存在，例如在星系中心附近，形成所谓的大质量暗物质晕。
暗物质的证据尽管我们无法直接探测到暗物质，科学家们通过多个证据强烈支持其存在。
星系旋转曲线：根据牛顿定律，我们可以预测一个星系中行星运动的速度。
然而，在实际观测中，外缘星系产生了意想不到的快速度，这表明该区域周围还有大量未被探测到的质量，即暗物质。
引力透镜效应：当光线通过一个大质量天体（如星系）时，它会发生弯曲，这一现象被称为引力透镜效应。
通过研究光线弯曲后呈现出的图像形状和强度，科学家能够推导出存在于该区域的暗物质分布。
大尺度结构形成：宇宙大爆炸理论告诉我们，宇宙是从一个高温高密度状态开始扩展并冷却下来的。
在这样的过程中，暗物质作为“胶水”在引导可见物质凝聚形成大尺度结构，例如星系团和超星系簇。
暗物质的候选者由于无法直接观测，科学家们提出了多个可能构成暗物质的粒子候选者。
关于暗物质的科学知识
关于暗物质的科学知识暗物质是一种现代宇宙学理论中的概念，它表示不与电磁场发生作用的物质，不具有可见光，但是具有引力作用。
它占据着宇宙中绝大部分的质量，但是科学家无法直接探测到暗物质。
暗物质对宇宙学的研究非常重要，可以解释和预测宇宙中的大量问题。
暗物质的发现历程暗物质的概念最早被引入到天体物理学中，用于解释天体物理现象中出现的不寻常引力作用。
在1970年代，天文学家用望远镜观测显然存在大量的暗物质，但是无法检测到它们，也无法通过现有的科学方法进行研究。
直到21世纪的现代物理学理论中，才提出了一些关于暗物质的科学解释。
其中一个重要的理论是暗物质的主要成分是一些微不足道的基本粒子，这些粒子不与电磁场发生作用，但是它们之间有引力相互作用。
暗物质的性质暗物质有许多特殊的性质，例如不与电磁场发生作用，但是具有引力作用。
这种引力作用对宇宙中大尺度的结构具有很大的影响，例如宇宙膨胀的速率、星系的旋转和星系的形成等。
科学家通过计算和模拟，发现存在暗物质的星系和星团比没有暗物质的星系和星团更加稳定。
暗物质的研究方法因为暗物质不与电磁场发生作用，几乎不发出光线，所以科学家无法像寻找普通物质那样直接探测暗物质。
科学家目前利用一些间接探测方法来研究暗物质，例如使用伽马射线望远镜观测宇宙中的高能伽马射线，利用伽马射线和暗物质发生的碰撞来推测暗物质的位置和性质。
另一个方法是观测大型星系和星团的行为，利用暗物质对行星的引力作用来推断暗物质的位置和数量。
暗物质对宇宙学的研究非常重要，它可以解释和预测宇宙中大量的问题。
其中最重要的问题之一是宇宙中暗能量的引力作用，以及引力逐渐增强的速度。
暗物质也被认为是宇宙大爆炸的起源之一，它可以解释宇宙结构的形成方式，以及我们所观测到的现代宇宙中的许多物理现象。
而科学家们的不懈努力，不断寻找暗物质的方法和技术，将进一步推动我们对宇宙本质和演化的认知。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
13
14
15
暗物质粒子的脱耦
在运动学脱耦之后，暗物质粒子不再与背景等离子体有动量交换， 因此暗物质粒子的质量扰动开始随时间对数增长，逐渐形成结构。
16
非重子暗物质的脱耦时间比重子的脱耦时间更早！
17
18
19
20
2013
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Hale Waihona Puke • 不过，标量多重态的情况没这么简单。标量多重态
存在多种自相互作用，以及与 Higgs 场的相互作用。
• 最近有研究[Hamada, et al., arXiv:1505.01721]表明 ，
七重态标量的四次自相互作用耦合常数在 108 GeV
能标处就会遇到朗道极点。
• 我们进一步研究了在什么情况下可以将朗道极点提升
费米子：n ≥ 5 标量：n ≥ 7 这是一种偶然对称性 (accidental symmetry)，比 人为地引入 Z2 对称性的一般方法显得更加自然
• 多重态的引入会影响弱耦合常数 g2 的跑动。如果要求 g2 能够一直到普朗克能标都不遇到朗道极点，可以给 出 n 的上限。
Majorana费米子：n ≤ 5 实标量： n ≤ 8
我们发现，y 的跑动与 g2 的跑动强烈相关。当 y 的取
值为
时，可得
。否则
y 的朗道极点将早于 g2 的朗道极点出现。若允许精细
调节初值，至多可将朗道极点能标推迟到
。
精细调节 y 的初值，将耦合常数演化至 1014 GeV（略 低于朗道极点能标），则可用真空稳定性和微扰性条件
限制七重态的耦合常数
暗物质简介
张宏浩
在1930年代，Zwicky用Virial定理分析在后发星系团 (Coma Cluster)的星系的运动速度，他发现它们的速度 太快了，可见物质的质量不足以解释这么快的速度，
为此他引入了约10倍于可见物质质量的“暗物质”。
暗物质之父：Zwicky
2
在1970年代，Rubin研究了漩涡星系的旋转曲线， 她发现v随r的变化曲线并未遵循牛顿力学的预言， 而是几乎平坦的：速度仍然太快了！ 这个现象可以用暗物质或者MOND理论解释。
7
修正的牛顿动力学（MOND）之三
8
修正的牛顿动力学（MOND）之四
9
在2004年发现的子弹星系团(bullet cluster)，通过X射线 探测到的是红色的可见物质，看来是两个星系相撞； 通过弱引力透镜探测到的质量分布是蓝色的部分（可 解释为暗物质），可知它们的相互作用非常微弱， 几乎直接穿过去了。
Nucl.Phys. B854 (2012) 350-374 Nucl.Phys. B860 (2012) 115-151
自旋为 0 的暗物质粒子
黄色区域为考虑到可微 扰条件时有效理论不成 立的区域
自旋为 1/2 的暗物质粒子
自旋为 1 的暗物质粒子
自旋为 3/2 的暗物质粒子
已经有这么多暗物质模型了 在高能物理数据库SPIRES，“暗物质”论文数量多达四千多篇
为什么还要考虑这一个暗物质候选模型：最小暗物质模型？ 最小暗物质模型只有一个参数：暗物质质量M，具有可预言性！
最小暗物质 (minimal dark matter) 模型
[Cirelli, et al., hep-ph/0512090]
• 在标准模型基础上引入一个 SU(2)L ×U(1)Y多重态 • 多重态的电中性分量是暗物质候选粒子
32
33
34
暗物质的性质仍然是一个开放的科学问题
Chris Quigg列出的 十大科学难题：
• 对暗物质的研究涉及粒子物理、宇宙学、天体物理等 多个学科
暗物质的直接探测
暗物质的间接探测
高能对撞机的探测器与粒子重建
暗物质的对撞机探测
暗物质与标准模型费米子的有效相互作用
• 当相互作用过程的转移动量远小于媒介粒子质量时， 相互作用可以用有效理论描述。 • 使用有效理论，通常能够把握研究问题的基本特征， 与模型细节相对无关。 • 我们分别假定暗物质由自旋为 0, 1/2, 1 或 3/2 的粒 子组成，用有效算符描述暗物质粒子与标准模型费米 子的相互作用，把直接探测、间接探测和宇宙学丰度 的实验结果综合在一起进行比较 • 我们发现，在不同情况下，各类暗物质实验的灵敏 度有些差别，具有一定的互补性
标准模型耦合常数的 beta 函数
在
处加入七重态实标量之后的 beta 函数
（系数非常大！）
真空稳定性条件： 对于
对于
若
，朗道极点能标
若
，
(不满足真空稳定性)，
7-3-5 模型
为了提升朗道极点能标，引入1个三重态费米子场和1个 五重态费米子场，与七重态标量场发生 Yukawa 耦合
三重态费米子场可通过第二项构建 type-III seesaw 机制 对 beta 函数的影响：
直接探测实验 LUX、间接探测实验 Fermi-LAT、真空 稳定性和微扰性条件对模型参数的限制
暗物质之母：Rubin
3
我以前的讲课板书
4
5
修正的牛顿动力学（MOND）之一 根据星系旋转曲线
A：牛顿力学预言的旋转速度 v∝r^(-1/2) B：实验观测到的旋转速度 v≈Const.
6
修正的牛顿动力学（MOND）之二 MOND理论假设 牛顿第二运动定律在加速度极低时修正为： 力与加速度的平方成正比
到更高能标上。
Phys.Rev. D92 (2015) 115004
七重态实标量最小暗物质模型
七重态实标量 动能项和规范耦合项
势能项
这一项被大多数 文献忽略
Higgs 场破缺后，第五项会贡献到七重态树图质量上：
当 m0 >> mZ 时，一圈图引起的质量劈裂为
为零时，暗物质遗迹密度(relic density)观测值对应于 m0 = 8.8 TeV (不考虑索末菲效应) m0 = 25 TeV (考虑索末菲效应)
最小暗物质 (minimal dark matter) 模型
[Cirelli, et al., hep-ph/0512090]
• 在标准模型基础上引入一个 SU(2)L ×U(1)Y多重态 • 多重态的电中性分量是暗物质候选粒子 • 电弱圈图修正使带电分量的质量比中性分量大 • 若多重态所在表示维数 n 足够高，电弱规范对称性 会禁戒多重态与标准模型粒子的耦合，使暗物质稳定
用MOND理论解释 这一现象有困难， 除非也引入暗物质
10
bullet cluster (2004)
train wreck (2007)
baby bullet (2008)
11
由弱引力透镜观测结果知，在银河系内的大质量致密晕天体 （MAssive Compact Halo Objects，MACHOs）对银河系暗物质晕的 贡献小于8%，这表明在银河系中暗物质的主要成分不是MACHOs 这样的重子暗物质，而应该是非重子暗物质。进一步可推测， 在宇宙中的暗物质主要成分也是非重子暗物质。