宇宙 5个宇宙学问题,解密你的天文困惑

我想知道他们是否能制造出能接收暗物质的东西?

我假设你说的“接收”暗物质是指能够“看见”,而不是“得到”它,因为一般来说,我们可能需要先看到它。
无论如何,天文学家肯定在寻找暗物质。如果它真的存在的话,我想我们最终会找到它。有关暗物质一种可能的解释即它是一堆我们看不清楚的非常微弱的普通物质(比如暗淡的恒星或黑洞)。人们一直在寻找这样的东西,但还没有找到很多,至少还不够。

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暗物质也可能是一些非常奇怪的东西,比如新粒子、其他宇宙或额外维度.有一些关于新粒子是什么的想法,或许它们有一天能被类似粒子加速器之类的东西探测到。人们现在也在进行一些实验,专门寻找这些暗物质粒子,但还没有得出任何结论。像其他宇宙或额外维度的解释可能要等更长的时间才能被证明……

有时人们把不止一个宇宙的概念称为“多元宇宙”。 这主要是推测,因为物理定律(正如我们今天所理解的那样)阻止我们了解其他宇宙。然而,科学家确实考虑过这些问题。基本上,我们目前还不能很好地理解宇宙形成的最初时刻(“大爆炸”)来判断我们的宇宙是否独一无二。

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宇宙|5个宇宙学问题,解密你的天文困惑】除了何时何地的概念在最开始的瞬间没有被很好定义,但可能导致大爆炸的条件确实存在于其他地方(其他时候?) 这是我们现有理论的一个失败。在引力与其他三种基本自然力“统一”之前,这仍将是一个非常具有思辨性的话题。即使这样,第一个瞬间也可能是未知的,其他宇宙的存在也是未知的。

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他们说宇宙在膨胀。嗯,它会扩展到哪里呢?我不能很好地理解你可以从虚无中得到某物(空间上)的概念。根据多元宇宙理论,如果我们的宇宙在膨胀,其他宇宙会收缩吗?有没有可能存在一个没有边界的球形宇宙?
你问了一个很好的问题(最近我教宇宙学的时候,大四的学生经常问我这个问题!)你问题的基本答案是宇宙没有膨胀成任何东西。它就是简单地变大了。最好想一个简单的类比。假设我们生活在一个逐渐变大的行星表面,因此地球的表面积,也就是陆地面积,将会扩大。

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现在,你可能会说,在这种情况下,行星本身正在向以前的真空膨胀,你是对的。但是,只有当你从行星的二维表面“退后一步”,把行星看作一个三维物体时,你才会看到这个事实。当涉及到整个宇宙(四维,三维空间+时间)时,没有其他维度可以让我们“后退”进去,以看到宇宙的膨胀。我们所能感觉到的就是宇宙变得越来越大,就像我们能看到一个膨胀的行星的表面积变得越来越大一样。

我们推断暗物质的存在是因为我们感知到了它的引力影响。即使我们不能直接看到它,我们能看到的东西通过重力对它做出反应。所以如果只有我们能看到的恒星和气体的质量,我们看到恒星在星系中绕轨道运行的速度会比它们应该的速度要快得多。这些观测到的运动使我们推断出我们看不见的额外质量的存在——暗物质。

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现在有大量的天文学证据指向这个方向:螺旋星系的旋转速度,引力透镜对光线的弯曲,丰富星系团中单个星系的速度,以及许多其他物质。我们中的一些人认为这是暗物质一定存在的确凿证据。严格地说,我们所掌握的证据是质量差异——要么存在暗物质,要么我们在解释观测到的运动时犯了一些错误。暗物质存在的真正确凿证据将是实验室对暗物质粒子的检测。如果宇宙中到处都是这种物质,我们应该能够找到一种方法来找到它们!事实上,现在正在进行的许多实验都在试图做到这一点。

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暗物质对我们生活的影响不是直接的,但是影响着我们的哲学。一个由恒星构成的宇宙似乎与一个由看不见的物质构成的宇宙大不相同,在这个宇宙中,恒星(以及行星和人类)都是事后的产物。尽管我们大多数人认为这是不可能的,但仍然存在这样一种可能性,即过度运动是由于我们对物理定律(重力)的理解失败而引起的,而不是暗物质的存在。如果这样的事情被证明是正确的,它将对我们看待宇宙的方式产生影响,就像哥白尼提出的那样,地球可能绕着太阳转,而不是太阳绕着地球转。没有任何实际意义-但同样很重要!

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