暗物質

1. 暗物質 六年孝班:簡誼芝

2. (一)什麼是暗物質? • 在宇宙學中，暗物質又稱為暗質，是指無法通過電磁波的觀測進行研究，也就是不與電磁力產生作用的物質。人們目前只能通過重力產生的效應得知，而且已經發現宇宙中有大量暗物質的存在。現代天文學通過重力透鏡、宇宙中大尺度結構的形成、微背景輻射等研究表明：我們目前所認知的部分，即重子，大致占宇宙的4％，而暗物質則佔了宇宙的23%，還有73%是一種導致宇宙加速膨脹的暗能量。

3. (二)暗物質存在的證據 • 最早提出證據並推斷暗物質存在的是1930年代荷蘭科學家與美國加州工學院的瑞士天文學家弗里茨·茲威基等人。弗里茨·茲威基觀測螺旋星系旋轉速度時，發現星系外側的旋轉速度較牛頓重力預期的快，故推測必有數量龐大的質能拉住星系外側組成，以使其不致因過大的離心力而脫離星系。2006年，美國天文學家利用錢德拉X射線望遠鏡對星系團1E 0657-558進行觀測，無意間觀測到星系碰撞的過程，星系團碰撞威力之猛，使得暗物質與正常物質分開，因此發現了暗物質存在的直接證據。

4. (三)暗物質的組成及理論模型 • 然人們已經對暗物質作了許多天文觀測，其組成成份至今仍未能全然瞭解。早期暗物質的理論著重在一些隱藏起來的一般物質星體，例如：黑洞、中子星、衰老的白矮星、褐星等。這些星體一般歸類為暈族大質量緻密天體 ，然而多年來的天文觀測無法找到足夠量的。此外，星系轉速曲線、重力透鏡、宇宙結構形成、重子在星系團中的比例以及星系團豐度等觀測數據也指出宇宙中85-90%的質量不參與電磁作用。這類「非重子暗物質」一般猜測是由一種或多種不同於一般物質的基本粒子所構成。

5. (四)替代理論 • 雖然暗物質是目前在解釋各種星系及星系團觀測結果上最熱門的理論，但目前仍沒有暗物質的直接觀測證據。有一些不包含大量不可探測物質的替代理論也被提出來解釋這些現象。這些替代理論大致可分成重力理論的修正以及量子重力。兩者的區別在於重力理論的修正單純地只對星系或宇宙尺度的重力效應作出修正，而不考慮量子尺度的問題。然而兩者都主張牛頓或愛因斯坦的理論並不完備，重力在不同的尺度會有不一樣的行為。

6. (五)結論與感想 • 以上我提供出的關於暗物質的資料我想大家對暗物質有更佳的認識，也知道暗物質約占宇宙的多少，也知道一種會讓宇宙膨脹的暗能量。