Da dunkle Materie im gesamten Universum vorhanden ist, warum können Menschen sie nicht wahrnehmen, wissen aber dennoch von ihrer Existenz?

Um diese Frage zu klären, müssen wir zunächst drei grundlegende Fragen klären, nämlich: 1. Wie nehmen Menschen die Welt wahr? 2. Wie entsteht dunkle Materie? 3. Haben Menschen die Existenz dunkler Materie gespürt?

Sobald diese drei kleinen Probleme geklärt sind, wird das große Problem gelöst sein. Nun möchte ich meine Meinung äußern, das heißt, den bekannten wissenschaftlichen gesunden Menschenverstand auf eine allgemeinverständliche Art und Weise durch mein eigenes Verständnis mit Ihnen teilen.

Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, wie Menschen die Welt wahrnehmen. Es gibt vier Grundkräfte auf dieser Welt, nämlich die starke Wechselwirkungskraft, die schwache Wechselwirkungskraft, die elektromagnetische Wechselwirkungskraft und die Gravitationswechselwirkungskraft, die zusammen als starke Kraft, schwache Kraft, elektromagnetische Kraft und Gravitationskraft bezeichnet werden. Diese vier Kräfte steuern alle Bewegungen in dieser Welt. Alles ist inklusiv und kann nicht von diesen vier Grundkräften getrennt werden, einschließlich aller Aktivitäten von Ihnen, mir und ihm in dieser Welt.

Der Mensch nimmt die Welt hauptsächlich durch elektromagnetische Kräfte wahr, die in unserem täglichen Leben die häufigste Kraft darstellen. Verstehen Sie elektromagnetische Kraft nicht ausschließlich als elektrischen Strom oder Hochfrequenzeffekt. Alle chemischen und physikalischen Phänomene sind, ob wir sie verstehen oder nicht, Manifestationen elektromagnetischer Kräfte.

Warum sage ich das? Da die starken und schwachen Kräfte nur auf atomarer und subatomarer Ebene wirken, existieren sie nicht über die atomare Ebene hinaus. Die Schwerkraft ist überall, und wo es Masse gibt, gibt es auch Schwerkraft. Allerdings ist die Schwerkraft die schwächste der vier Kräfte. Abgesehen von der Tatsache, dass wir durch die Schwerkraft an der Erdoberfläche haften, ist es für den Menschen schwierig, sie normal zu spüren.

Auf diese Weise nehmen wir Menschen alle Aspekte der Welt direkt wahr, einschließlich Essen, Trinken, Stuhlgang, Urinieren, Stillsitzen oder Begegnungen mit Menschen, Sprechen und Händeschütteln, und zwar alles durch die Wechselwirkung elektromagnetischer Kräfte.

Theoretisch ist die elektromagnetische Kraft die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen oder Teilchen mit magnetischen Momenten, die durch das elektromagnetische Feld übertragen werden (auch Lorentzkraft genannt), und das Übertragungsmedium sind Photonen. Wir wissen, dass alle Materie auf dieser Welt aus Atomen besteht und Atome wiederum aus Kernen und Elektronen bestehen. Sie selbst tragen elektrische Ladungen, aber da die positiven und negativen Ladungen von Kernen und Elektronen gleich sind, erscheinen Atome neutral.

Wenn Atome kollidieren und miteinander in Kontakt kommen, interagieren die Elektronen auf den Oberflächen der Atome, die sich berühren, miteinander und erzeugen eine elektromagnetische Kraftstimulation, die uns spüren lässt. Das menschliche Sehen, Hören, Riechen, Tasten und Denken sind allesamt das Ergebnis elektromagnetischer Kräfte.

Das Sehen beruht auf der Photonenübertragung. Das Hören ist eine mechanische Welle, die durch die Schwingung von Molekülen und Atomen im Übertragungsmedium übertragen wird. Geruch entsteht, wenn die Moleküle und Atome einer Substanz in der Luft verdunsten, mit den menschlichen Geruchsorganen in Kontakt kommen und elektrische Reize abgeben. Berührung ist eine Manifestation von Reibung, die das Ergebnis der Leitung elektromagnetischer Kraft ist, die durch den Kontakt zwischen Molekülen auf der Körperoberfläche und Molekülen anderer Objekte erzeugt wird. Denken ist das Ergebnis der Bewegung von Gehirnwellen in Strukturen wie Nervenzellen und Synapsen.

Alles, womit wir in Kontakt kommen, einschließlich verschiedener Radiowellen, Licht, Wärme usw., ist das Ergebnis elektromagnetischer Kräfte. Die Stärke der elektromagnetischen Kraft ist nur der der starken Kraft unterlegen. Theoretisch ist seine Ausbreitungsdistanz unendlich, sodass wir durch ein Teleskop Galaxien sehen können, die mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt sind.

Theoretisch kann das Material von Menschen entdeckt oder gesehen werden, solange es elektromagnetische Kräfte besitzt und mit Photonen interagieren kann. Wenn ein Objekt Licht reflektiert, bricht oder beugt, kann es vom menschlichen Auge oder elektromagnetischen Instrumenten erfasst werden. oder es kann mit den Atomen und Molekülen der Materie interagieren und kann auch beobachtet und gefühlt werden.

Aber dunkle Materie hat überhaupt keine elektromagnetische Kraft. Erstens interagiert dunkle Materie nicht mit Photonen und erzeugt unter Lichteinwirkung keine Reflexion, Brechung, Streuung oder Beugung. Es ist vollständig lichtdurchlässig und kann vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden. Dies zeigt zumindest, dass es nicht aus geladenen Grundteilchen wie Atomen oder subatomaren Teilchen besteht, denn solange diese Teilchen geladen sind, sind sie durch elektromagnetische Kräfte gebunden und interagieren mit verschiedenen geladenen Teilchen, darunter Molekülen, Atomen, Protonen, Elektronen und Photonen.

Demnach ist dunkle Materie nicht nur unsichtbar, sondern kann auch nicht durch menschliche Berührung, Gehör oder Geruch wahrgenommen werden. Theoretisch sind wir also überall von dunkler Materie umgeben, können sie aber nicht wahrnehmen.

Nach Jahren der Beobachtung und Forschung hat die wissenschaftliche Gemeinschaft eine relativ genaue Berechnung der sichtbaren und unsichtbaren Materie im Universum vorgenommen, d. h. im gesamten Universum macht die sichtbare Materie nur 4,9 % der Gesamtmasse und -energie aus, während die unsichtbare Masse und Energie 95,1 % ausmacht. Warum wird es Gesamtmasse-Energie genannt? Denn nicht alle unsichtbare Masse und Energie ist dunkle Materie. Der Anteil der Dunklen Materie beträgt lediglich 26,8 %, während der Anteil der Dunklen Energie 68,3 % beträgt.

Dunkle Materie und dunkle Energie spielen im Universum gegensätzliche und konkurrierende Rollen. Dunkle Materie hat eine Gravitationswirkung, die Dinge zusammenzieht und zusammenbringt. Dunkle Energie hat eine expandierende Wirkung, die Dinge abstößt und ausdehnt. Einer zieht und aggregiert, der andere stößt ab und dehnt sich aus. Die beiden Kräfte haben ein Spiel gespielt. Derzeit ist die dunkle Energie der Gewinner, aber es ist noch nicht vorhersehbar, wer am Ende gewinnen wird.

Die Stärke der Schwerkraft ist proportional zur Masse. Dunkle Materie macht 84,5 % der sichtbaren und unsichtbaren Materie aus und dominiert daher die Gravitationskraft von Galaxien. während die dunkle Energie die Expansion des Universums dominiert. Seine Masse-Energie ist mehr als doppelt so groß wie die der dunklen Materie. Daher kann die Schwerkraft der dunklen Materie das Universum nicht schrumpfen lassen. Stattdessen wird das gesamte Universum von dunkler Materie dominiert und zeigt einen Expansionstendenz.

Weder dunkle Materie noch dunkle Energie besitzen elektromagnetische Kräfte und können daher nicht direkt beobachtet werden.

Woher also wissen die Menschen von der Existenz dunkler Materie? Wie bereits erwähnt, besitzt dunkle Materie zwar keine elektromagnetische Kraft und interagiert auch nicht mit elektromagnetischer Kraft, sie hat jedoch Masse und ihre Masse übersteigt die der sichtbaren Materie bei weitem. Die Stärke der Schwerkraft ist proportional zur Masse, d. h. je größer die Masse, desto größer die Schwerkraft. Auf diese Weise kann sich dieser unsichtbare Dämon nicht verstecken.

Das ist ein bisschen wie ein schwarzes Loch. Aufgrund der extrem starken Gravitationskraft eines Schwarzen Lochs kann jegliches Licht, das in seinen Einflussbereich (Schwarzschildradius) eindringt, nicht entweichen, sodass Schwarze Löcher für Menschen nicht sichtbar sind. Aufgrund der extremen Gravitationskraft eines Schwarzen Lochs wird jedoch jegliche Himmelsmaterie, die sich dem Schwarzen Loch nähert, von diesem zerrissen und gnadenlos verschluckt.

Während dieses Prozesses wird die Materie durch die Schwerkraft des Schwarzen Lochs in Stücke gerissen und rotiert mit hoher Geschwindigkeit um den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs (das ist der kritische Punkt, bevor sie in den Schwarzschildradius des Schwarzen Lochs fällt). Die in Elementarteilchen zerrissene Materie sendet bei der Kollision mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit grelles Licht und energiereiche Strahlen aus, die für Menschen beobachtbar sind.

Daher können Menschen schwarze Löcher indirekt „sehen“.

Dasselbe gilt für dunkle Materie. Da es im interstellaren Raum weit verbreitet ist und eine große Masse besitzt, ist die von ihm erzeugte Gravitationskraft sehr stark, was sich auf den umgebenden Raum und die Zeit auswirkt. Wir wissen, dass die Bewegung von Himmelskörpern durch die Schwerkraft bestimmt wird und ihr Bewegungszustand anhand der Masse berechnet werden kann. Wenn eine Anomalie auftritt, liegt entweder ein Problem mit der Gravitationstheorie vor oder es gibt etwas, das noch nicht entdeckt wurde und die Bewegung der Himmelskörper beeinflusst.

Viele Astronomen haben festgestellt, dass die Bewegung einiger riesiger Sternhaufen und anderer Himmelskörper nicht mit den durch sichtbare Masse verursachten Effekten übereinstimmt. Dieses Phänomen tritt zufällig in allen Richtungen und Entfernungen im Universum auf und es kann ausgeschlossen werden, dass hier ein Problem mit der Gravitationstheorie vorliegt. Daher neigen Wissenschaftler zu der Annahme, dass es im Universum unsichtbare Materie gibt.

Im Jahr 1922 schloss der niederländische Astronom Jacobs Kapteyn indirekt auf die mögliche Existenz unsichtbarer Materie um Sterne, indem er die Bewegung der Sterne beobachtete. Im Jahr 1933 verwendete der Schweizer Astronom Fritz Zwicky die spektrale Rotverschiebung, um die Bewegungsgeschwindigkeit jeder Galaxie im Coma-Haufen relativ zum Galaxienhaufen zu messen. Er stellte fest, dass die Dispersion der Galaxien zu hoch war und die Gravitationskraft, die allein durch die Masse der sichtbaren Materie im Galaxienhaufen erzeugt wurde, diese Galaxien nicht innerhalb des Haufens festhalten konnte.

Daraus schloss Zwicky, dass es in Galaxienhaufen eine große Menge dunkler Materie gibt, deren Masse mehr als das Hundertfache der sichtbaren Masse beträgt. Später beobachteten und bestätigten viele Wissenschaftler derartige Ergebnisse und bewiesen damit indirekt die Existenz dunkler Materie.

Später entdeckte man auf Grundlage von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, dass Licht, wenn es sich einem massereichen Objekt nähert oder durch dieses hindurchgeht, abgelenkt und verstärkt wird. Er nannte diesen Effekt Gravitationslinseneffekt und sagte die Existenz solcher Gravitationslinsen im Universum voraus.

Diese Linse wird im Volksmund Einsteinring genannt.

Im Jahr 1979 beobachteten Astronomen mit dem 2,1-Meter-Teleskop des Kitt-Peak-Observatoriums in den USA erstmals ein Doppelbild eines Quasars, das durch den Gravitationslinseneffekt entstanden war. 1998 beobachtete das Hubble-Teleskop den ersten vollständigen Einsteinring mit der Bezeichnung B1938+666. seitdem wurden kontinuierlich Gravitationslinsen entdeckt.

Im Jahr 2007 entdeckte das Hubble-Weltraumteleskop ein Bild eines Dunkle-Materie-Rings im Galaxienhaufen CL0024+17 mit einem Durchmesser von 2,6 Millionen Lichtjahren. Dieser Effekt kann nur erreicht werden, wenn im Galaxienhaufen eine große Menge dunkler Materie vorhanden ist, was ein stärkerer indirekter Beweis für die Existenz dunkler Materie ist.

Dank dieses Gravitationslinsenvergrößerungseffekts haben Menschen Sterne und Galaxien entdeckt, die immer weiter von uns entfernt sind. Der am weitesten entfernte Stern, der bisher entdeckt wurde, WHL0137-LS, entstand beispielsweise 900 Millionen Jahre nach dem Urknall und sein Licht brauchte 12,9 Milliarden Jahre, um uns zu erreichen.

Dieser Stern mit dem Spitznamen „Morgenstern“ wird von uns aufgrund der Gravitationslinsenwirkung des riesigen Galaxienhaufens WHL0137-08 gesehen. Der Gravitationslinseneffekt erreicht das 1.000-fache, sonst könnten wir den „Morgenstern“ nicht sehen. Dieser Galaxienhaufen, der als Linse fungiert, kann einen solch großen Linseneffekt nicht allein durch sichtbare Masse erreichen, sondern dank der großen Menge an dunkler Materie, die er enthält.

Was genau ist dunkle Materie? Werden wir es in Zukunft herausfinden können? In der wissenschaftlichen Gemeinschaft besteht noch kein Konsens darüber, was dunkle Materie ist. Einige Leute vermuteten einst, dass es sich bei Neutrinos um dunkle Materie handeln könnte, doch dies wurde später dementiert. Obwohl Neutrinos grundsätzlich nicht mit Photonen interagieren und fast keine elektromagnetische Kraft besitzen, sind sie nicht völlig inexistent. Es gibt immer noch einen winzigen Anteil, nämlich eines von 10 Milliarden Neutrinos, das mit Materie interagiert, was Raum für eine menschliche Erkennung lässt.

Darüber hinaus gibt es zwar viele Neutrinos im Universum, ihr Massenanteil ist jedoch sehr gering, nämlich nur 0,0034 %. Neutrinos entstehen bei schwachen Wechselwirkungen. Bei den Kernreaktionen der Sonne werden 10^38 Neutrinos pro Sekunde erzeugt. Da Neutrinos grundsätzlich nicht mit Materie interagieren, gelangen sie ungehindert mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit zur Erde und durchdringen dann die Erde in die Ferne.

Jede Sekunde, Tag und Nacht, durchdringen etwa 100 Billionen Neutrinos von der Sonne jeden menschlichen Körper, aber die Menschen spüren nichts. Da es jedoch immer noch Spuren von Neutrinos gibt, haben Wissenschaftler diese bereits eingefangen und untersuchen sie immer gründlicher. Welche anderen Teilchen könnten also Kandidaten für dunkle Materie sein?

Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat ihre Aufmerksamkeit auf massereiche Teilchen im Bereich der schwachen Wechselwirkung gerichtet, wie etwa WIMPs, einschließlich Neutralinos, den kleinsten Teilchen im angeregten Kaluza-Klein-Zustand in der extradimensionalen Theorie und T-ungerade Teilchen im Little-Higgs-Modell. Es gibt auch ein sehr leichtes neutrales Teilchen, das Axion, das ebenfalls ein beliebter Kandidat ist.

Doch diese Teilchen existieren noch immer nur im Bereich der Vermutung und wurden weder bestätigt noch entdeckt.

Nun versuchen Wissenschaftler aus aller Welt mit verschiedenen Methoden, den unsichtbaren Teufel, die dunkle Materie, zu identifizieren. Die wichtigsten Methoden sind: 1. Direkte Erkennung, d. h. durch ein dreidimensionales Erkennungssystem am Himmel, unter der Erde und tief im Eis hoffen wir, die vom Detektor erfassten Kandidatenpartikel direkt zu entdecken. 2. Indirekte Detektion: Suche nach Signalen gewöhnlicher Materie, die nach dem Zerfall oder der Vernichtung dunkler Materie entstehen. 3. Künstliche Schöpfung, d. h. durch Geräte wie Teilchenbeschleuniger werden neue Teilchen erzeugt, um dunkle Materie auszufiltern.

Man kann voraussehen, dass der Tag, an dem dunkle Materie auftaucht, einen großen Durchbruch im menschlichen Verständnis des Universums darstellen wird und die menschliche Zivilisation möglicherweise auf eine höhere Ebene gehoben wird. Können Menschen dunkle Materie also so schnell wie möglich finden? Wie lange wird es dauern? Willkommen zur Diskussion, danke fürs Lesen.

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