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每秒有多少暗物质穿过人的身体?

时间:2019-02-02编辑:生与死轮回不止

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打开新窗口每秒有多少暗物质穿过人的身体?

 

  

世界中虽然稀有不清的行星、恒星、气体、尘土、星系,以及咱们在其间发现的更多物质,但世界的构成超乎咱们的幻想。在最大的世界尺度上,咱们在一切当地都相同发现:没有满足的物质来解说咱们观察到的引力效应。物质集合成一个世界网,星系群随同着内部快速移动的星系而变得巨大,单个星系以巨大的速度旋转,一直到它们的边际都坚持很大。

  

假如没有五倍于重子物质(由质子、中子和电子构成)的其他物质存在,这全部都是不或许的,这种奥秘的物质被称为暗物质。可是,假如暗物质是实在的,那就意味着咱们的银河系也有暗物质晕,其间一些暗物质通过了太阳系、地球乃至是地球上的每个人。

  

世界年轻时,全部都比现在更热、更密布、更均匀。在前期,有一些略微反常密度的区域,那里的物质含量比平均水平要高。引力优先招引更多的物质到像这样的区域,可是辐射会把物质推回去。

  

 

  

假如咱们所具有的仅仅正常物质和它的组成粒子来随同这种辐射,那么今日存在的星系和星系团将会与咱们所观察到的彻底不同。可是假如暗物质与正常物质的份额是5:1,那么理论上,咱们能够仿制世界结构网来匹配咱们的观测效果。

  

暗物质存在的一个结果是,它暗示了世界中构成的每一个大型结构,比方一个星系,都会有一个巨大的、弥散的暗物质晕围绕着它。在每个星系的内层,正常(根据原子)物质会集合在那里,因为正常物质会与本身和辐射磕碰及相互作用。可是暗物质仅仅仅仅穿过了全部:它本身、一般物质、光子等等。

  

只要在引力相互作用下,暗物质粒子才没有办法失掉它们开始时的巨大动量。在世界的130多亿年的前史中,每一个暗物质粒子到现在为止或许只穿过银河系中心十几次。

  

 

  

在最大尺度上,暗物质操纵着世界。可是咱们现在离银河系中心只要2.6万光年,正常物质部分比暗物质更丰厚。人类的密度与水的密度适当:每立方米1000千克(kg/m^3)。那暗物质的密度呢?

  

即使是根据咱们能假造的最实在的模仿,咱们所在区域的暗物质的部分密度要小很多倍:大约10^-21 kg/m^3。假如把地球上一切人类体内的暗物质都加起来,它也不会超越一纳克(10亿分之一克)。

  

假如把从太阳到海王星轨迹中的一切太阳系暗物质加起来,总计只要大约10^17 kg,是一个略大的小行星的质量。可是,因为它没有正常物质所进行的磕碰相互作用,它不会随太阳系移动。它不会绕太阳转;不会在银河系中心随太阳或其他恒星移动;不会待在一个平面;不会绕银河系的圆盘旋转。换句话说,这种物质在引力的影响下,以相对地球非常快的速度移动。

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假如想知道在给定的时间内,有多少暗物质穿过人体,只要把四个数字相乘即可,分别是暗物质的密度,暗物质能够击中的一个人的表面积,暗物质的速度,要了解的时间段。

  

一般一个人的表面积是1.7平方米。因为暗物质以随机的视点呈现,通过核算估量,暗物质接触到的大约是0.6平方米

  

咱们的太阳系以200 km/s的速度围绕着银河系中心运转,可是参加暗物质后运动速度应该相对较快:挨近350 km/s。总归,这意味着暗物质相对于地球上的人类来说,移动速度大约是400 km/s。并且咱们能够核算任何想了解的时间段,每一秒,一年,或一般人的终身(100年)。

  

 

  

虽然在任何时刻,人体内只要10^-22kg的暗物质,但更大的数量继续不断地通过人体。每秒,每个人会阅历2.5 ×10^-16kg的暗物质穿过身体;每年,大约10^-8kg的暗物质穿过人体;在人的终身中,总共有大约1毫克的暗物质穿过身体。

  

事实上,这些数字不只让咱们了解到一些关于咱们身体和身体内的东西,还教会咱们怎么梦想着寻觅暗物质。不管暗物质是由极低质量仍是极高质量的粒子组成的,咱们都知道暗物质穿过一个人和任何一个给定体积的勘探器的质量。假如咱们假定知道暗物质的质量,那咱们能够核算出穿过任何物体的暗物质粒子数。

  

几十年来,物理学家一直在缔造更大、更活络的暗物质勘探器,企图勘探暗物质和正常物质之间或许存在的细小的相互作用。当今最先进的勘探器运用的是具有极大质量核子的原子,来寻觅反冲或其他相互作用的痕迹。到目前为止,一切的直接检测技能都毫无效果。

  

 

  

​据咱们所知,暗物质存在于各个方向上。它或许是咱们肉眼看不见的,但咱们能感遭到它的引力。它穿过了世界中一切的物质,包含人类,就像它底子就不存在相同。它除了影响曲折时空外,不会发作任何磕碰或相互作用,它不会成堆、集合或构成像暗原子、暗分子这样的结构。

  

可是,假如暗物质哪怕有与正常物质或辐射发作磕碰的最细小痕迹,咱们就能勘探到它。在人的终身中,大约一毫克的暗物质会穿过身体。假如有一个暗物质粒子与人体内一个质子或电子相互作用,咱们就有时机勘探到它。