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用圖搬運:NASA對暗物質的解釋

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樓主
online_member 發表于 2020-2-18 19:40:30 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
摘自NASA[1]。
一、為什么要假設暗物質:
By measuring the motions of stars and gas, astronomers can "weigh" galaxies. In our own solar system, we can use the velocity of the Earth around the Sun to measure the Sun's mass. The Earth moves around the Sun at 30 kilometers per second (roughly sixty thousand miles per hour). If the Sun were four times more massive, then the Earth would need to move around the Sun at 60 kilometers per second in order for it to stay on its orbit. The Sun moves around the Milky Way at 225 kilometers per second. We can use this velocity (and the velocity of other stars) to measure the mass of our Galaxy. Similarly, radio and optical observations of gas and stars in distant galaxies enable astronomers to determine the distribution of mass in these systems.
翻譯:通過測量恒星和氣體的運動,天文學家可以“稱量”星系。 在我們自己的太陽系中,我們可以利用地球繞太陽的速度來測量太陽的質量。 地球以每秒30公里(每小時約6萬英里)的速度繞太陽運動。 如果太陽的質量大四倍,那么地球將需要以每秒60公里的速度繞太陽運動,以使其保持在軌道上。 太陽以每秒225公里的速度繞銀河運動。 我們可以使用該速度(以及其他恒星的速度)來測量銀河系的質量。 同樣,對遙遠星系中氣體和恒星的無線電和光學觀測,使天文學家能夠確定這些系統中質量的分布。
圖片翻譯:
用圖搬運:NASA對暗物質的解釋33 / 作者:ASUKI / 帖子ID:56215,221478
The mass that astronomers infer for galaxies, including our own, is roughly ten times larger than the mass that can be associated with stars, gas and dust in a Galaxy. This mass discrepancy has been confirmed by observations of gravitational lensing, the bending of light predicted by Einstein's theory of general relativity.
By measuring how the background galaxies are distorted by the foreground cluster, astronomers can measure the mass in the cluster. The mass in the cluster is more than five times larger than the inferred mass in visible stars, gas and dust.
翻譯:天文學家推斷出包括我們自己在內的星系的質量,大約是星系中與恒星,氣體和塵埃有關的質量的十倍。 這種質量差異已通過對引力透鏡的觀察得以證實,這是愛因斯坦的廣義相對論所預測的光的彎曲。
通過測量背景星團是如何扭曲背景星系的,天文學家可以測量星團中的質量。 星團中的質量比可見恒星,氣體和塵埃中推斷的質量大五倍以上。
圖片翻譯:
用圖搬運:NASA對暗物質的解釋17 / 作者:ASUKI / 帖子ID:56215,221478 用圖搬運:NASA對暗物質的解釋58 / 作者:ASUKI / 帖子ID:56215,221478 引力透鏡效應
討論:為什么銀河系的實際質量要比銀河系中的物質的質量和大呢?
于是科學家引入了暗物質,來把這缺少的質量給補上。
二、暗物質的是什么?
What is the nature of the "dark matter", this mysterious material that exerts a gravitational pull, but does not emit nor absorb light? Astronomers do not know.
There are a number of plausible speculations on the nature of the dark matter:
翻譯:“暗物質”的本質是什么?這種神秘的物質會施加引力,但不發光也不吸收光? 天文學家不知道其原因。
關于暗物質的性質有許多合理的推測:
Brown Dwarfs: if a star's mass is less than one twentieth of our Sun, its core is not hot enough to burn either hydrogen or deuterium, so it shines only by virtue of its gravitational contraction. These dim objects, intermediate between stars and planets, are not luminous enough to be directly detectable by our telescopes. Brown Dwarfs and similar objects have been nicknamed MACHOs (MAssive Compact Halo Objects) by astronomers. These MACHOs are potentially detectable by gravitational lensing experiments. If the dark matter is made mostly of MACHOs, then it is likely that baryonic matter does make up most of the mass of the universe.
翻譯:布朗矮星:如果一顆恒星的質量小于我們太陽的二十分之一,那么它的核心溫度還不夠高,無法燃燒氫或氘,因此僅依靠重力收縮就可以發光。 這些介于恒星和行星之間的昏暗物體的發光強度不足以被我們的望遠鏡直接檢測到。 天文學家將棕矮星和類似物體稱為MACHO(大型緊湊光環物體)。 這些MACHOs可以通過引力透鏡實驗檢測到。 如果暗物質主要由MACHO組成,那么重子物質很可能構成了宇宙的大部分。
圖片翻譯:
用圖搬運:NASA對暗物質的解釋43 / 作者:ASUKI / 帖子ID:56215,221478
Supermassive Black Holes: these are thought to power distant "K" type quasars. Some astronomers speculate that dark matter may be made up of copious numbers of black holes. These black holes are also potentially detectable through their lensing effects.
翻譯:超大質量黑洞:這些被認為可以為遙遠的“ K”型類星體提供動力。 一些天文學家推測,暗物質可能是由大量的黑洞組成的。 這些黑洞還可以通過其透鏡效應來檢測。
圖片翻譯:
用圖搬運:NASA對暗物質的解釋78 / 作者:ASUKI / 帖子ID:56215,221478
New forms of matter: particle physicists, scientists who work to understand the fundamental forces of nature and the composition of matter, have speculated that there are new forces and new types of particles. One of the primary motivations for building "supercolliders" is to try to produce this matter in the laboratory. Since the universe was very dense and hot in the early moments following the Big Bang, the universe itself was a wonderful particle accelerator. Cosmologists speculate that the dark matter may be made of particles produced shortly after the Big Bang. These particles would be very different from ordinary "baryonic matter". Cosmologists call these hypothetical particles WIMPs (for Weakly Interacting Massive Particles) or "non-baryonic matter".
翻譯:物質的新形式:粒子物理學家,致力于理解自然的基本力和物質組成的科學家,推測存在著新的力量和新型的粒子。 建立“超級對撞機”的主要動機之一是試圖在實驗室中制造這種物質。 由于宇宙在大爆炸之后的初期非常茂密和炎熱,因此宇宙本身就是一個極好的粒子加速器。 宇宙學家推測,暗物質可能是由大爆炸之后不久產生的顆粒組成的。 這些粒子將與普通的“重子物質”有很大的不同。 宇宙學家稱這些假設的粒子為WIMP(弱相互作用的大質量粒子)或“非重子物質”。
圖片翻譯:
用圖搬運:NASA對暗物質的解釋92 / 作者:ASUKI / 帖子ID:56215,221478 三、補充

暗物質和暗能量在宇宙中的占比:
用圖搬運:NASA對暗物質的解釋52 / 作者:ASUKI / 帖子ID:56215,221478 翻譯:原子4.6%,暗物質24%,暗能量71.4%
我就是一個沒有感情的搬運工,我什么都不知道。
參考


  • ^https://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_matter.html

作者:一點資訊
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