La evidencia más sólida de la existencia de "materia oscura" proviene de una trágica colisión de galaxias.

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Hay un dicho clásico que ha estado circulando en Internet:

Hay otro tipo de la ciencia en la ciencia "Material legendario". Aparte de su existencia, los humanos no saben nada al respecto. Nadie lo ha visto, nadie lo ha descubierto. Esta sustancia no se puede ver ni tocar, pero debe existir. En la vida diaria, a menudo afirmamos haber visto "fantasmas", pero los científicos son más elegantes. A esta sustancia invisible e intangible del universo la llamaron "materia oscura".

Los antiguos sabían que había estrellas en el cielo y personas bajo la tierra, y que había cinco elementos: oro, madera, agua, fuego, tierra y yin y yang. Los físicos modernos continúan explorando el universo y descubriendo galaxias, nebulosas, cúmulos de galaxias, estrellas, planetas y asteroides, y continúan penetrando en el mundo microscópico para descubrir electrones, protones, neutrones, quarks, neutrinos, fermiones y gluones. Tal vez sepamos lo suficiente sobre los pueblos antiguos, pero los seres humanos siempre caen en un círculo tan extraño sobre el vasto universo: piensan que cuanto más descubran, más entenderán el mundo, pero el resultado es que cuanto más saben, más Cuanto más me doy cuenta de que soy ignorante, más descubro que tengo más lugares que vale la pena explorar.

Pongamos primero un ejemplo. Si estuvieras en un tiovivo, sentirías una fuerza hacia afuera mientras el carrusel gira. Si el troyano pierde el control, girará más rápido e incluso las hormigas que se suben a él se irán volando, pero puedes sentarte con seguridad en el troyano. Si no ves un "fantasma", entonces debe haber algún tipo de fuerza mágica en acción.

En 1933, el astrónomo suizo Zwicky se encontró con algo tan extraño. Después de observar un cúmulo de unas 1.000 galaxias, el excéntrico y gruñón científico se sorprendió al descubrir que "algunas galaxias alejadas del centro se mueven alrededor del centro demasiado rápido. Según el sentido común, Said, debería lanzarse a una velocidad tan rápida". Para una velocidad tan rápida, no es suficiente confiar en la gravedad del cúmulo de galaxias, por lo que debe haber alguna fuerza mágica que atraiga a estas galaxias".

Zwicky cree que hay algunos materiales únicos en Cúmulos de galaxias distantes que no emiten luz, no absorben luz ni reflejan luz. Parecen poder influir en el mundo sólo a través de la "gravedad". Estas sustancias son invisibles e intangibles, pero tienen masa y son reales. Por cálculo parece que hay más sustancias invisibles e intangibles que sustancias luminosas.

Zwicky tiene una personalidad excéntrica. En términos actuales, era arrogante y cruel. Su rostro siempre es agresivo y sus relaciones con sus compañeros son muy tensas. Siempre le gustó referirse cariñosamente a los colegas que tenían opiniones académicas diferentes a las suyas como "imbéciles esféricos", porque estas personas eran unos imbéciles en todos los sentidos de la palabra. Estas palabras ilustran la arrogancia de Zwicky.

Como dice el refrán, un hombre no debe ser grosero, siempre debe dejar alguna virtud en la boca. Es concebible que una persona como Zwicky, por inteligente y talentosa que sea, tenga dificultades para tener algunos amigos. Incluso si sus puntos de vista son tan correctos ahora, pocas personas en ese momento estaban dispuestas a continuar investigando con él. Es más, el universo es tan deslumbrante y hay tantas estrellas desconocidas. En este momento, Zwicky no es suficiente. Tenemos que agregar algo de materia al universo. Tenemos que decir que hay más materia invisible que estrellas, y casi nadie quiere creer que hay más materia en el universo que en realidad es invisible. Así que Zwitkey, un nuevo e importante descubrimiento en la década de 1930, fue arrojado directamente a la papelera de reciclaje, donde permaneció durante 40 años.

En la década de 1970, la astrónoma Rubin hizo nuevos descubrimientos mientras estudiaba la velocidad de las estrellas en la Vía Láctea, por lo que el concepto de "materia oscura" fue extraído de la papelera de reciclaje y redescubierto. Según la ley de la gravedad, si orbitas alrededor de un objeto masivo, cuanto más cerca estés, más rápido irás. Por ejemplo, Mercurio, el planeta más cercano al sol en el sistema solar, debe moverse más rápido que Neptuno, el planeta más alejado del sol. Si este principio se extiende a la Vía Láctea, debería ser que cuanto más cerca esté una estrella del centro de la Vía Láctea, más rápida será, y cuanto más lejos del centro de la Galaxia, más lenta será su velocidad. .

Sin embargo, Rubin descubrió que las estrellas que se alejaban del centro de la galaxia no se movían de manera muy diferente a las estrellas más cercanas al centro. Es imposible sostener las estrellas exteriores simplemente confiando en el material luminoso que se ve en el telescopio.

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Rubin también tuvo que suponer que había algún material en la Vía Láctea que no podíamos detectar con la luz, que utilizaba la gravedad para influir en el movimiento de las estrellas.

Rubin vivió en una época muy hostil para las astrónomas. Por ejemplo, cuando era la única estudiante en el departamento de astronomía como estudiante universitaria, se le negó la admisión directamente por ser mujer. En 1965, fue la primera mujer científica en utilizar el Observatorio Palomar. Un descubrimiento tan importante lo hizo una lesbiana. ¿No es esto una bofetada a nuestros compatriotas varones? Así que, naturalmente, la investigación de Rubin fue ridiculizada. La razón más importante es que mucha gente cree que estos fenómenos pueden no explicarse por otras razones, como los agujeros negros, algunas nubes de gas no luminosas, etc.

En resumen, el hombre que descubrió la materia oscura en los años 30 estaba loco. Cuarenta años después, una lesbiana descubrió que la comunidad científica no empezó a prestar atención a la materia oscura hasta los años 1980. En la década de 1980, se descubrieron problemas al calcular la masa total de las galaxias.

La "Relatividad General" nos dice que mientras haya masa, independientemente de la materia ordinaria o la "materia oscura", el espacio-tiempo será curvado. Cuanto mayor es la masa de un cuerpo celeste, más severa es la curvatura del espacio-tiempo cercano. Cuando la luz de objetos distantes atraviesa galaxias, la curvatura del espacio-tiempo causada por la gravedad desvía la luz. Si doblas imágenes de estos objetos distantes, puedes calcular la masa de la Vía Láctea. Este método de cálculo se llama "masa gravitacional".

Los científicos tienen otro método, que consiste en calcular la luz emitida por toda la materia visible en la Vía Láctea. La calidad obtenida mediante este método se denomina "calidad fotométrica".

Después de los cálculos, los científicos descubrieron que la "masa gravitacional" y la "masa fotométrica" ​​parecían ser diferentes en todos los aspectos, y la diferencia siempre era de aproximadamente 10 veces. Es un hecho evidente que la mayor parte de la materia del universo es invisible.

Existe otra fuerte evidencia de la existencia de "materia oscura", que es la "lente gravitacional". A medida que la luz viaja a través del espacio-tiempo curvo, se desvía, de forma muy parecida a como la luz se refracta en un prisma.

En 1980, los astrónomos descubrieron dos cuásares idénticos en el cielo. Esta fue la primera vez que los humanos observaron el efecto de lentes gravitacionales. Desde entonces, las lentes gravitacionales se han convertido en un arma poderosa en la búsqueda de materia oscura. Por ejemplo, en 2007, los astrónomos descubrieron efectos gravitacionales obvios en el cúmulo de galaxias de Virgo, pero no pudieron ver las estrellas ni ninguna materia de las estrellas, pero había un campo gravitacional enorme, y es muy probable que exista un campo. compuesto íntegramente de "materia oscura" de galaxias.

Dos galaxias cercanas al Cúmulo Bala, a 3.800 millones de años luz de distancia, están en estrecho contacto y la materia se fusiona para formar el cúmulo de estrellas. Los astrónomos primero midieron la posición de la masa ordinaria de las dos galaxias mediante métodos ópticos y luego midieron la posición de la masa total en el cúmulo de galaxias mediante lentes gravitacionales. Descubrieron que las dos posiciones no coincidían, lo que significaba que la materia normal. y la materia oscura de ambas galaxias se encontraban durante la colisión.

La colisión entre materia normal es real. Se frotan entre sí, se calientan y emiten rayos X. Por el contrario, la "materia oscura" en las colisiones está vacía y se atraviesa sin obstáculos. Durante la colisión, grandes cantidades de material no luminoso pasan entre sí suavemente, y sólo el material luminoso se pega y roza entre sí, lo que reduce la velocidad. Se trata de dos procesos de colisión completamente diferentes.

La materia oscura se separa de la materia normal durante la fusión de galaxias, lo que constituye la evidencia más sólida hasta el momento de la existencia de "materia oscura".

Los ejemplos anteriores enumeran muchos fenómenos astronómicos increíbles. Todos estos fenómenos tienen sentido si asumimos que existe la "materia oscura", pero nunca hemos captado el prototipo de "materia oscura" para decirle a la gente que se trata de "materia oscura".

Según los últimos datos de observación, más del 80% de la materia del universo es "materia oscura", que es 6 veces más que materia ordinaria, pero sabemos muy poco sobre ella. La llamada "materia oscura" es invisible e intangible, no emite luz ni la absorbe e interactúa con otra materia principalmente a través de la gravedad. Lo único que sabemos es que no tienen carga, interactúan muy débilmente con la materia ordinaria, no participan en interacciones electromagnéticas y eso es todo.

Los humanos, por otro lado, tenemos cinco sentidos: vista, oído, olfato, tacto y gusto, todos los cuales se basan en interacciones electromagnéticas. Por ejemplo, el tacto se basa en vibraciones electromagnéticas, mientras que la visión se debe a la emisión y absorción continua de fotones durante la interacción de protones cargados positivamente y electrones cargados negativamente.

La "materia oscura" no participa en ninguna interacción electromagnética. Cuando la luz incide sobre la "materia oscura", no reacciona. Incluso puede viajar de un extremo a otro de la Tierra con facilidad, y nos resulta imposible meter "materia oscura" en un contenedor. Entonces, ¿cómo deberíamos descubrir la "materia oscura"?

Originalmente se pensaba que la "materia oscura" era materia no luminosa, como los agujeros negros.

Los "agujeros negros" y la "materia oscura" son ambos negros, pero están muy separados. La oscuridad de un agujero negro significa que puede tragarse toda la materia, e incluso la luz no puede escapar después de entrar en el agujero negro. Pero Hawking dijo que el agujero negro no es negro. Su fuerte gravedad hará que el gas caiga hacia el agujero negro, se caliente a miles de millones de grados e irradie materia y energía en forma de chorros y vientos. En 2019, los científicos también tomaron una fotografía de un agujero negro que se encuentra a 55 millones de años luz de la Tierra y tiene una masa 6 mil millones de veces la del sol.

La "materia oscura" es más transparente que la oscuridad. No interactúa con ninguna luz en absoluto. Tomar una fotografía de la "materia oscura" sólo le dará una imagen de la nada.

Hay una pregunta más importante. No importa cuán oscuro sea un "agujero negro", está hecho de materia ordinaria tal como la conocemos. Por ejemplo, una estrella masiva evolucionará hasta convertirse en un agujero negro en sus últimos años. Sin embargo, después de tener en cuenta toda la materia, los científicos aún no pueden explicar problemas como el rápido movimiento de las galaxias, las "lentes gravitacionales" y la separación de la materia durante las colisiones de galaxias, por lo que los científicos concluyen que la "materia oscura" claramente no es algo que conocemos actualmente. sobre. tipo de sustancia.

Por un lado, los datos astronómicos muestran que la "materia oscura" definitivamente existe. Por otro lado, no se trata de ninguna sustancia que conozcamos actualmente. En este momento, la situación en la comunidad científica es como un examen que está a punto de entregar, pero se descubre que aún quedan muchas preguntas sin escribir. Si bien no sabemos cuál es la respuesta, en este momento sólo podemos suponer.

"WIMP" es un nuevo tipo de partícula. Como se desprende de su nombre, participa principalmente en interacciones débiles, tiene una interacción muy débil con la materia ordinaria y tiene una masa relativamente grande. Respecto a las partículas masivas que interactúan débilmente, hasta ahora se han completado dos tareas:

El llamado paso a la clandestinidad se refiere a un método para esperar a que los conejos descubran la "materia oscura". Los científicos plantean la hipótesis de que las "partículas de materia oscura" chocarán con los núcleos atómicos con cierta probabilidad y luego utilizan instrumentos sensibles para detectar esta interacción. Pero los rayos cósmicos son un factor perturbador en este experimento, por lo que el experimento debe realizarse a gran profundidad. Muchos países cavan pozos para enterrar sus laboratorios, incluido el “Laboratorio Subterráneo Jinping” de China. Desafortunadamente, hasta ahora, todos los laboratorios subterráneos de detección de materia oscura del mundo han dejado papeles en blanco.

El llamado paraíso significa que, según el modelo existente, cuando la "materia oscura" choca con sus propias antipartículas, se aniquilarán entre sí como la materia normal y luego producirán electrones de alta energía que los humanos pueden observar. La detección precisa de electrones de alta energía en las profundidades del universo podría revelar pistas sobre la materia oscura. Lo que hay que mencionar aquí es el satélite de detección de materia oscura “Wukong” de China, que actualmente tiene el rango de observación más amplio y la mejor resolución energética del mundo. Sin embargo, las búsquedas en este ámbito hasta el momento no han arrojado resultados convincentes.

En la actualidad, es difícil encontrar "materia oscura" ya sea en el cielo o en la tierra. También existe la idea de que, dado que descubrir la "materia oscura" es tan difícil, podemos hacerlo, es decir, crear materia oscura en un acelerador. Por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones de Europa puede acelerar los protones a una velocidad cercana a la de la luz. ¿Producirán tales colisiones de protones a alta velocidad "materia oscura"?

Si hay una pérdida desconocida de masa o energía después de la colisión, es probable que esta pérdida sea arrastrada por la "materia oscura". Los científicos tienen muchas esperanzas en este gran colisionador, pero a pesar de que la energía de colisión ha superado 65.438+0.000 veces la masa de un protón, no se ha encontrado ni una sombra de materia oscura. Si no podemos encontrar algo, normalmente hay dos razones:

Por ejemplo:

Si tu familia tiene esta ley: "Mamá tiene la última palabra".

¿Se puede aplicar esta ley a toda la sociedad? ¡Obviamente no!

Nuestra teoría de la gravedad existente es la "Relatividad General", que sólo puede verificarse bien en la escala del sistema solar, pero en la escala de las galaxias y el universo, nadie puede garantizar que la "Relatividad General" sea aplicable, por lo que algunos científicos creen que la "materia oscura" en realidad no existe. La razón por la que tenemos que suponer que existe la materia oscura es porque nuestras teorías todavía tienen problemas.

En 1983, el físico israelí Modhai Milgrom tuvo una idea audaz.

Propuso una teoría completamente nueva llamada "dinámica newtoniana modificada". Postuló que la ley de gravedad de Newton no era exactamente inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, y también postuló que había dos aceleraciones diferentes en la segunda ley de Newton. Después de tales cambios se han explicado muchos fenómenos, pero de esta manera.

Además, esta "dinámica newtoniana modificada" no puede explicar todos los fenómenos, como los extraños fenómenos que se producen cuando las galaxias chocan.

Algunos científicos también han propuesto otras teorías de la materia oscura, como la teoría del tensor, del vector, de la gravedad escalar, de la entropía y de la gravedad, de la masa negativa del fluido oscuro, etc. Creo que después de escuchar estos nombres, todos sienten lo mismo que yo y ya han comenzado a negar con la cabeza.

En resumen, los científicos están buscando la legendaria "materia oscura" a través de diversos medios, o puede que esté demasiado oculta o puede que no exista en absoluto.

Esta hipótesis tiene mucha evidencia que demostrar y es una hipótesis muy confiable. Aunque llevamos muchos años estudiando la "materia oscura", todavía no sabemos nada sobre ella, salvo algunas características.

La existencia de "materia oscura" en realidad no es lo más importante. En el proceso de buscarlo, nuestra comprensión del universo se profundiza aún más, que es lo más importante.

"Materia oscura": una sustancia que debe existir pero que no se puede descubrir.

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