暗物质知多少

概  况

暗物质是宇宙中的一种不可见物质,它是宇宙质量的主要组成部分,是现在宇宙引力的重要来源。现代天文学测定,宇宙中暗物质占物质总质量的85%、占整个宇宙总质能的26.8%。暗物质还在研究阶段,根据现有研究成果和宇宙种种迹象可知,暗物质是一种弥漫在宇宙中的特殊家族成员。

来  源

暗物质是由能量转化而来的。有的暗物质是由能量通过耦合成深层次的基本粒子而形成,称此为粒子型暗物质;有的暗物质是宇宙超高密度和超大压力下,物质质量极度压缩成的极超级微型小黑洞,称此为黑洞型暗物质。不管是粒子型暗物质,还是黑洞型暗物质,都具有质量的特征,都有引力作用。

形  成

宇宙大爆炸理论认为,宇宙是由一个能量超级大、体积无限小的奇点爆炸产生,其经历了暴胀、滞胀和膨胀阶段,现在还在一直膨胀,并且在将来相当长的时期内还会继续膨胀下去。根据爆炸理论知,在宇宙形成初期的一瞬间,宇宙是一个极其高能量、高压力、高密度的特殊时空,在这样的宇宙时空中只有纯能量以及纯能量形成的时空场,随着宇宙温度的不断下降、宇宙空间的不断扩大,一些基本粒子相继出现,进而形成星球、天体星系等等。

宇宙形成继而发展的动态过程中,在滞胀阶段出现并开始演化以后,暗物质才开始陆续出现。值得注意的是,不一定是暗物质导致宇宙的滞胀,但一定是滞胀阶段开始以后才出现了暗物质。因为暗物质具有吸引力,却当时的时空又非常狭小(相比现在的宇宙空间),如果暴涨时期出现大量暗物质,就势必要影响暴涨的速度,这样暴涨就会变为滞胀。所以大部分暗物质是在暴涨以后的滞胀阶段和膨胀初期出现;至少是在暴胀阶段的末尾出现,但这种可能性极小。在膨胀初期以后到现在,以及以后的宇宙时间里可能出现一些暗物质,当然也可能有一些暗物质演变,但这只是大海中泛起的一丝丝涟漪。

前面说,暗物质是由能量转化而成。说的没错,宇宙初期的能量在演化过程中,先耦合成一些基本初原粒子,然后逐渐结合成微观粒子、化学物质以及各种天体物质。在这演化的过程中,有一种特殊物质——暗物质应运而生。但由于演化的环境不同(随着宇宙的发展,宇宙时空的性能在不断变化,如温度降低、密度减小等等),以及耦合机制的有别,最终形成的暗物质有所区别。有些暗物质是由能量形成的基本粒子,有些暗物质是由能量进一步形成的超级微型黑洞。粒子型暗物质有热暗物质,如中微子;也有冷暗物质,现在还在寻找阶段。黑洞型暗物质,是在基本粒子形成以后,一些有质量的物体在宇宙超大压力下深度塌陷后形成的特殊天体。另外,如果把宇宙万物分成,普通物质、普通能量、暗物质、暗能量和奇点纯能量的话,黑洞就应该归划到暗物质一类,当然黑洞也可以划分为第六类物质。

性  质

当今物理界对暗物质了解甚少,推导预知其性质有如下:

第一,暗物质具有引力,它是宇宙中引力的主要来源。第二,暗物质具有质量,也有惯性。第三,暗物质高度稳定,基本不会演变成其他物质,除非在极度条件下才可以演变,比如在宇宙形成伊始或宇宙收缩末期。第四,暗物质的运动速度远低于光速,是“冷暗物质”;只有极其少数的热暗物质,其速度在光速数量等级附近,比如中微子。第五,粒子型暗物质除了引力之外,还可能有弱相互作用,但基本不参与电磁作用和强相互作用。第六,黑洞型暗物质具有黑洞的性能,但由于是超级微小型,所以除了外显引力外,基本不和其他物质发生别的作用;它的尺寸可以和微观粒子相比拟,甚至更加极其微小。以上就是暗物质现在推知的一些性能,对于其他性能只能在以后的研究中慢慢探索,过程虽然是艰难而漫长的,可能需要几代人的求索,但结果一定不负有心人。

结  局

暗物质由于高度稳定,所以它诞生以后基本是长青之树。大部分暗物质在宇宙灭亡之时,转变成能量;少部分暗物质可能在中途转化。如黑洞型暗物质可能在宇宙没到灭亡时,塌陷成奇点;当然也可能以霍金辐射蒸发掉。但塌陷成奇点的可能性非常小,原因是其质量太小,即使大质量的黑洞要塌陷成奇点也需要极其漫长的岁月,更何况是黑洞型暗物质这样的物质呢?霍金辐射也只是一种可能性,因为黑洞型暗物质是在极度恶劣的宇宙条件下形成的特殊物质,所以在现有的一般宇宙环境下,要把它蒸发掉谈何容易。不管是什么样的情况、何等结局,暗物质从大的范围来看是高度的稳定,在相当长的岁月内是长寿不老物,即使到了生命的垂危时期,他只能回归为能量状态(完美的奇点内是纯能量)。终点回到起点,视死如归也!完美的循环,万物的规律,即使努力的终点是原点,但过程是精彩绝伦的。能子源版权,违之必究!

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