為什麼太陽系裡還沒有觀測到暗物質?

既然暗物質那麼多,為什麼太陽系裡沒有觀測到。


恰恰相反,以太陽系內的平均物質密度來說,暗物質是很少的
暗物質的密度是臨界密度 Critical density 的約30%
sim10^{-26}	ext{kg/m}^3
而太陽系的平均密度可以簡單估計
太陽系的總質量用太陽質量 2	imes10^{30}	ext{kg}
太陽系的有效質量基本上延伸到了冥王星,我們以
100	ext{Au}=100	imes1.5	imes10^{11}	ext{m}=1.5	imes10^{13}	ext{m}
平均密度2	imes10^{30}	ext{kg}/(1.5	imes10^{13}	ext{m})^3sim10^{-10}	ext{kg/m}^3
遠大於暗物質的密度

事實上,對於宇宙的物質密度,按不同的尺度,我們應該有這樣的認識:

  1. 地球表面附近的物質密度(比如水,約10^3	ext{kg/m}^3)遠大於整個太陽系的平均密度(約10^{-10}	ext{kg/m}^3
  2. 整個太陽系的平均密度遠大於星系的平均密度(例如銀河系是約10^{-20}	ext{kg/m}^3,這裡只考慮可見物質)——暗物質在星系的尺度上起作用,小於星系的尺度談暗物質是沒有意義的
  3. 星系的平均密度遠大於整個宇宙的平均密度(基本上就是上述的臨界密度10^{-26}	ext{kg/m}^3)——暗能量在這個尺度上起作用,小於星系集團的尺度談暗能量是沒有意義的

注意,雖然暗物質的密度(約等於臨界密度)遠小於星系的平均密度,但是分布範圍比星系的恆星要廣,msim
ho R^3,所以才造成了暗物質的總質量比星系的可見物質要多


暗物質是不能直接觀測到的。
不僅太陽系裡沒觀測到,在我們觀測範圍里所有的地方都沒有觀測到。
發現暗物質是一系列假設、計算和推理的結果,不是觀測結果。


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