暗物质是什么东西

2010年12月12日，暗物质是什么东西，中国首个极深地下“暗物质”实验室投入使用。说起暗物质，你可知道什么是暗物质呢？

暗物质是什么东西（暗能量是什么东西）

天体物理学研究发现，暗物质是什么东西，在浩瀚的宇宙空间里，我们能够观测到的发光星体（包括发射X射线、γ射线的星体）的质量仅仅只是宇宙空间里物质总质量的一小部分。还有很大一部分质量则来自至今我们还没有弄清楚的东西。这种视而不见又确实存在的东西，我们称它为“暗物质”。

科学家对暗物质的认识可以追溯到20世纪30年代初。1933年，瑞士天文学家兹威基在估算后发座星系团的总质量时，使用了两种不同的方法：光度法和动力学法。结果用动力学方法算得的质量要比用光度法算得的质量大400倍！如此巨大的误差只能有一个解释：发光星体的质量只是星系团质量的一小部分，还有很大一部分质量不知哪里去了。于是他把这叫作“短缺质量”。

暗能量是什么东西

有关暗物质的故事可以分成两部分。首先，有证据可以证实它的存在。其次，是关于它究竟是什么的解释。

为什么宇宙需要暗物质？

从对宇宙大尺度结构的观察中得出结论：宇宙在开放和封闭之间是严格平衡的。这个平衡需要一定数量的物质来完成。我们称之为M。

通过研究大爆炸的核合成可以估计出宇宙的总重子物质。这是通过将当下观测到的宇宙的He/H比率与早期高温阶段中存在的重子物质的数量联系起来实现的，当时大部分氦都是由重子物质产生的。一旦宇宙的温度降到中子-质子质量差以下，中子就开始衰变为质子。如果早期的重子密度很低，那么在大量中子衰变之前，质子很难找到一个中子来制造氦，而中子衰变的数量不足以解释如今看到的氦的数量。因此，通过测量如今的He/H比值，可以估算出大爆炸后不久所需的重子密度，从而估算出如今重子的总数。我们需要0.05M的总重子物质来解释已知的轻同位素比例。所以宇宙总质量的1/20是重子物质。

暗物质是什么东西简单说明

在他们看来，宇宙的一切都由四种元素组成：土壤、空气、火，还有水。这个美妙的理论继续发展，它既简单，又优雅。它说，只要用不同的方式组合这四种元素，就能得到宇宙中多样的一切。比如说，土壤和火能合成干燥的东西。空气和水能合成湿的。

但是随着理论发展，暗物质是什么东西，问题来了。它的预测里，没有能被测量的东西，而测量是实验科学的基础。更糟的是，这个理论根本不对。不过，希腊伟大的哲学家留基伯，在公元前5世纪，提出了有史以来最久经考验的理论：我们能看到的一切都由一种叫原子的看不见的微粒组成。这个理论简单而优美，而且比起四元素学说，它更有希望被证实。几个世纪的科学思考和实验证实了真实的物质，比如氢、碳、或者铁，都能被分解成原子。留基伯的理论中，原子是物质最小的组成部分，就像氢、碳、或者铁。留基伯理论中唯一的错误，就是原子其实仍然可分。而且人们发现，他的理论只能解释宇宙组成的一小部分。宇宙中看似常见的物质，事实上相当稀少。留基伯的原子，暗物质是什么东西，以及它们的组成其实只占了宇宙的5%。