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宇宙从一粒尘埃开始 · 第十八节

《宇宙从一粒尘埃开始》第十八节

观测表明宇宙物质总密度远超普通物质密度,说明存在大量不发光的物质,即暗物质。

观测表明宇宙物质总密度远超普通物质密度,说明存在大量不发光的物质,即暗物质。薇拉·鲁宾发现星系中恒星运转速度远快于仅发光物质所能解释的速度,成为暗物质的主要证据。子弹星系团的碰撞观测提供了更有力的证明:X射线显示的热气体与引力透镜效应测出的质量主体位置分离,表明暗物质几乎不受碰撞影响,穿过了彼此,而普通物质则减速滞留。引力透镜等不同方法得出的结论一致,暗物质的存在已成定论,其本质可能是只受引力作用的新粒子。

随后对宇宙物质组成进行了小结:普通物质、暗物质及辐射的总密度约为临界密度的30%,这暗示宇宙可能是双曲形的,但观测值与临界值的接近引出了“平坦度问题”——即为何宇宙在大爆炸初期就如此接近平面。宇宙学家倾向于假设宇宙是完全平面的,因为一个足够大的有曲率宇宙在观测上也可表现为平面,这使问题转化为为何宇宙如此巨大。然而,仅凭30%的物质密度和哈勃常量计算出的宇宙年龄,会小于球状星团(如M3)的年龄,这构成了一个悖论。

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