打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
暗物质受引力作用,那它们为什么没有坍缩成天体或黑洞?
暗物质受引力作用,那它们为什么没有坍缩成天体或黑洞?这个问题确实有一些迷惑性,因为我们熟知的行星、恒星、星系、星系团,甚至是在宇宙的大尺度结构上都是在引力的主导下形成的。下面我们就先说下,普通物质是怎样在引力的作用下凝聚在一起的。暗物质为何不聚集这个问题,就自然会有答案。
宇宙中性原子的形成
在我们生活中最常见的物质在微观层面上都是由原子构成的,如果我们在深入到原子,就能发现一些质子、中子、电子这些亚原子粒子。在自然界中这些粒子并不会单独存在,它们通过各种各样的方式结合成了我们这个多样性的世界。那原子一开始怎么来的?
在宇宙的整个演化历史中,有一个特别重要的时期,那就是中性原子形成的时候,在这之前,宇宙就已经充满了氢、氦原子核、电子和炽热稠密的辐射粒子,因为此时宇宙的辐射能量较高,原子核和电子还无法结合形成中性原子,宇宙也对光子不透明,这个时期就跟我们的太阳内部极其相似,但密度和温度远没有那么高。
但是宇宙自大爆炸后一直在膨胀,膨胀就代表着它会温度降低,密度降低!等到了宇宙诞生大约38万年的时候,宇宙中的第一批中性原子才得以形成,这是光子也自由了,不再受带电粒子的碰撞,宇宙也发出了其历史上的第一缕光,并且携带宇宙早期的物质密度、分布等重要信息,穿越了138亿年的历史到达了我们地球,这就是微波背景辐射。
宇宙结构形成及其组成成分
剩下的事情就是宇宙的造物时期!这些中性原子中包含了大量的氢、少量的氦以及极其微量的锂,这些元素就构成了宇宙万物的初始材料,并在随后的几十亿年中在引力的作用下形成了恒星、星系以及我们现在看到的大尺度丝状结构。
那么我们的宇宙就这么单调吗?都是由这些中性原子组成的?后来通过我们对星系旋转曲线,宇宙微波背景温度波动,宇宙早期轻元素丰度、重子声波振荡、Ⅰa型超新星红移数据的观察,我们发现了一个惊人的事实,在宇宙中物质占了总质能的32%(其中5%是由正常物质,由质子、中子、电子组成),其余为暗能量。
我们知道正常的物质凝聚成了团块,那么这些暗物质呢?它们以怎样的形式存在于宇宙中?为什么没有所谓的暗物质天体?
上图为银河系的暗物质晕,我们目前认为暗物质以十分弥散、蓬松的状态处于星系的周围,看起来就像厚厚的一层棉被包裹着星系,为星系提供足够的引力,银河系的直径为10万光年,那么它的暗物质晕就足足由100万光年。这是为什么呢?
首先我们要知道在自然界中有四种基本力,大部分粒子都会与引力发生作用,而强力将夸克、胶子、质子、中子束缚在一起形成原子核,电磁力将原子核和电子,以及原子和原子结合在一起,而弱力控制着大质量粒子的衰变过程,因此正常物质能够集合在一起形成物质团块,绝非引力一个力的功劳。
上图为子弹星团相互碰撞后的引力可视化图像,红色待变星团内正常物质气体所产生的引力,蓝色则代表暗物质!
从图中可以看到正常物质相撞以后,会发生碰撞,交换动能产生相互作用,这就为原子直接结合、反应提供了机会。但暗物质呢?它们虽说会受引力的作用,但是它们不于任何物质,包括自身发生互动。没有传统意义上的碰撞,也不会交换能量,只是直接互相穿过。因此只能感受到引力的暗物质是不会形成任何的结构,只会以弥散的状态存在,更不会形成所谓的黑洞。
本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
怪不得整个宇宙可以压缩成一个原子大小的奇点
宇宙的物质能量循环理论
把人类视野扩展到无限的宇宙能压理论
天文术语
暗物质
大多数星系中央都有一个黑洞,是巧合还是宇宙规律?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服