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暗物质无法探测，为什么还如此确定它存在？就没有其他替代的理论吗？
暗物质,星系,引力暗物质无法探测，为什么还如此确定它存在？就没有其他替代的理论吗？
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
星系团中引力透镜效应的预测，以及星系团中星系的速度与我们所看到的相吻合，而且鉴于暗物质的存在，轻元素的丰度与该理论现在所预测的一致。
每一个星系的外围都被赋予了一个暗物质晕，这就解决了星系内部旋转过快的问题。当我们把暗物质的概念应用到一个非常特殊的情况下，比如两个相互碰撞的星系团：
当暗物质与正常的发光物质分离时，暗物质仍然能预测我们看到的引力分离现象。简而言之，通过给宇宙增加一种新奇的物质：暗物质，我们可以解决宇宙学中所有这些无法解释的问题。
但是还是有人不相信暗物质的存在，除非我们弄清楚暗物质到底是什么，并掌握如何直接探测暗物质，而不仅仅是通过引力的影响来间接探测暗物质。所以我们可以考虑其他的选择。
2、修正万有引力定律
第二个主要的选择是：假设宇宙中没有额外的粒子或质量或引力的来源，而是在宇宙的大尺度上引力定律不同于爱因斯坦的广义相对论。
修正引力理论其实也在单个星系上获得了成功，它给出了单个星系内的速度，而且预测的方式要比暗物质的预测方式好得多！
但是，修正引力并不能充分的解释其他的观测结果，或者根本不能解释微波背景和轻元素的情况。另外，如果接受新的修正理论，我们就必须放弃经过严格审查的广义相对论。
那么修正的引力理论不仅需要解释暗物质问题，还需要解释目前广义相对论所解释的一切现象，比如上图中显示的引力透镜。这是修改引力无法做到的。这就是为什么暗物质极有可能存在，而目前宇宙物理学面临的挑战是如何探测暗物质。
回答于 2019-09-11 08:43:50
我们是如何观测
我们都知道暗物质是无法直接观测得到的，可是为什么科学家还如此坚信它的存在呢？
这个其实就要从我们的“观测”自身说起。科学家发现，在宇宙存在着四种作用，分别是：强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力、引力。
这四种力中，引力和电磁力其实是我们比较熟悉。引力使得地球可以绕着太阳转。而我们日常生活中接触到的除了引力，剩余的都是电磁力。比如：摩擦力，弹力，支持力，其本质其实都是电磁力。
也就是说，我们观测物体其实也是依靠电磁力。具体来说是这样的，我们人之所以能看到东西，首先需要物体自身发光或者反射光到人眼。
当然，光线进入到眼睛里的晶状体，这个晶状体就类似于一个凸透镜。晶状体会把物体的像呈现到视网膜上，最后通过视锥细胞和视觉神经的处理，我们就看到了物体。整个过程其实都是利用电磁相互作用。
而我们利用望远镜进行观测时，也是类似的道理，同样都是利用电磁相互作用力。
其实这也很好理解，在19世纪中叶，麦克斯韦在法拉第提出的理论的基础之上建立了麦克斯韦方程，统一了“电”和“磁”，并且预言了电磁波的存在，光就是一种电磁波。所以，我们看到的光其实是可以参与电磁相互作用的。
而我们之所以观测不到暗物质，本质上就是因为暗物质并不参与电磁相互作用。因此，我们没办法用常规地手段去观测暗物质。
为什么科学家如此确信暗物质地存在？
虽然没有办法利用常规地手段观测暗物质，但我们其实可以确信暗物质是存在地。具体来说是这样的，上世纪30年代，有两位天文学家的大咖陆续发现了星系周围的恒星跑得很快。
这种“快”其实是相对于牛顿理论而言的。我们都知道，牛顿提出万有引力定律，解释了天体运动得的规律。通过牛顿力学我们其实可以算出星系周围恒星的运动速度。就拿太阳来说，铜鼓哦理论计算，太阳绕银河系质心的速度应该是160km/s。可是实际上观测得到的结果却是太阳绕着银河系质心的速度是240km/s。
我们来想象一下，如果你有个带线的耳机，你把这个耳机甩起来，当你越甩越快的时候，其实你要拽住这个耳机所用到的力就会增加，如果你甩到足够快，快到你拽不住时，耳机就会沿着切线飞出去。而太阳在银河系内的运动其实就是这样，如果仅仅依靠可见物质的引力，那太阳就会飞出去，必须得有东西提供额外的引力，才有可能把太阳拽住，而且通过计算可以知道，这个东西提供的额外引力要远比可见物质大得多。但是就像上文所说的那样，我们并无法看到它，它是不参与电磁相互作用的。因此，科学家才将它命名为暗物质。
暗物质
基于以上的认知，许多科学家提出了关于暗物质的很多理论。而目前比较主流的理论是冷暗物质模型。所谓的“冷”其实就是在表述暗物质应该是移动很缓慢的那种物质。而“暗”其实体现的就是暗物质看不到，不参与电磁相互作用。
暗物质不参与电磁相互作用的特性，使得暗物质粒子可以直接穿过我们的身体，而我们不得而知。类似的其实还有中微子，也同样是不参与电磁相互作用，据估算每秒钟有10万亿个中微子穿过我们的身体，我们根本感受不到。
实际上，暗物质其实还不是一个成形的理论，它只是特指这类“引力现象的异常”，它具体是什么，我们还不得而知。因此，也不会存在所谓的替代理论。我们通过一些手段，诸如：引力透镜等，也可以观测到暗物质存在的证据。
在许多国家也陆续开展了许多关于观测暗物质的项目，我们国家除了悟空探测器之外，还有锦屏极深地下暗物质实验室。
目前，科学家甚至可以计算出暗物质目前所占宇宙总量的比例，比可见物质的5倍还要多。
所以，关于暗物质，我们知道得很多，同时不知道的更多。只能寄希望于往来，各国对于观测暗物质的投入能得到回报，并且期许科学家能够依照观测的结果得出相关理论。
回答于 2019-09-11 08:43:50
在没有显微镜的古代，人类并没有发明“细菌”、“原子”、“分子”等等这些微观名词。但是通过很多显著的现象推导得出，一定是有超出人类肉眼观察极限的微观物质在互相作用。比如伤口溃烂的过程，比如尸体腐烂逐渐被分解的过程……在当时的语境实在没有合适的词形容，佛经里统一描述为“千万万细虫”……
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