宇宙中的暗物质.ppt

宇宙中的暗物质
宇宙中的暗物质
在宇宙学中,暗物质(dark matter)又称为暗质,是指无法通过电磁波的观测进行研究,也就是不与电磁力产生作用的物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知,而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。
物质分布
能观测到的物质 4%
暗物质 23%
暗能量 73%
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。
暗物质的特点
暗物质不发光,却有引力。
宇宙中暗物质比可见物质多得多。
暗物质粒子的主要性质:
1)长寿命;
2)主要是冷的(质量大);
3)作用弱。
暗物质是什么??
暗物质分类
历史上,人们将可能的暗物质分为三个大类:冷暗物质、温暗物质、热暗物质。这个分类并非依照粒子的真实温度,而是依照其运动的速率。
冷暗物质:在古典速度下运动的物质。
温暗物质:粒子运动速度足以产生相对论效应。
热暗物质:粒子速度接近光速。
暗物质的“观测”手段
1、引力透镜法
2、旋涡星系的旋转曲线
3、星系中的恒星或星系团中的星系的速度弥散
4、星系团(及椭圆星系)的X射线气体的流体静力学平衡方法
5、星系团的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效
引力透镜法
引力透镜
a、广义相对论:光线通过引力场时会偏转
b、一个暗弱的前景天体(如褐矮星)引起的引力透镜效应会导致背景恒星暂时地、然而明显地变亮,从而提供了一种检测暗物质的方法。
成果
2007年5月15日,哈勃望远镜公布了星系团CL0024+17拥有暗物质环的图像,环径大260万光年。
双鱼座CL0024+17星系暗物质环