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03月
02
2023
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宇宙中的暗物质如何影响宇宙学中的标准蜗牛模型?

宇宙,作为宇宙物理学的主要研究对象,其中有一项研究领域即为宇宙学。而全宇宙总量的宇宙辐射、大尺度结构以及微波背景辐射等能反映宇宙本身性质及大尺度规律等知识,从而把宇宙学延伸到空间宇宙学,综合考察宇宙的发展过程,而标准蜗牛模型则是解释空间宇宙学的一个重要的理论。

标准蜗牛模型,又称为"标准宇宙模型"是当今宇宙学中的基本理论,假定宇宙为平衡态宇宙,即假定宇宙中时空背景为完全平衡态,并将宇宙中物质能量分为热能(热物质、暗物质和暗能量)和凝聚态物质和凝聚能量(普通物质和普通能量),由此可以完整描述宇宙的动态及大尺度结构。

宇宙中的暗物质如何影响宇宙学中的标准蜗牛模型?

但就今天宇宙学而言,标准蜗牛模型仅能描述宇宙的动态及大尺度结构,却无法解释其中的微小细节,这由于它无法处理宇宙中比较重要的一部分——暗物质组成的部分。

暗物质是宇宙中观测较少,但却相当容易发挥作用。暗物质不会和光线相互作用,无法由望远镜观测到,可以说暗物质是宇宙中更深层次的描述,常常它的存在和作用立竿见影,新的发现就能完善目前的标准模型。

支持宇宙学中暗物质存在的证据有测距调查,它使人们能够获得在比可观测的物质丰富的暗物质的星系间的细节描述,并将暗物质在夸大尺度上的分布信息映射到宇宙学中;暗能量的存在也为宇宙学提供了大量新数据。

以上这些新发现,有助于我们更好地描述宇宙标准模型。事实上,暗物质常常被认为起到宇宙中关键作用,它不仅被怀疑提供宇宙的收缩空间和时间的加速,并且在影响宇宙的演化和大尺度结构形成方面也有一定作用。

据估计,暗物质约占宇宙总能量的84%,其传统物质仅占4%,而暗物质在宇宙学中发挥着重要作用。暗物质会影响宇宙学中的标准蜗牛模型,影响它的演化过程,完善它,使之可以描述宇宙大尺度结构形成过程。

例如,关于影响宇宙膨胀过程的宇宙学常数,目前普遍认为若没有暗物质,宇宙学常数值不足以描述膨胀的结果,这种差异称为黑洞(Dark Hole)效应,而暗物质通过影响宇宙学常数,可以解释黑洞抑制的现象,进而弥补宇宙学常数的不足之处。此外,暗物质的存在对返回宇宙密度而言也有极大帮助。

总而言之,暗物质与标准蜗牛模型有着紧密的关系,暗物质可以影响宇宙学中标准蜗牛模型的演化过程,从而完善它,使它更加科学。通过不断完善标准蜗牛模型,并逐步从其中提取暗物质作用,我们将更好地描述和解释宇宙,从而更深入地探究宇宙的真相。