大氣層內有暗物質的存在嗎?

大氣層內,不僅僅是地下,而且在你我之間會存在暗物質嗎?


謝邀,理論上,如果暗物質確實存在,那麼大氣層內是肯定有暗物質的。

我猜題主可能有一點誤解,覺得各種暗物質直接探測器都埋在地下,是不是暗物質必須到靠地心近的地方去找? 但實際上,暗物質探測器建在地下是為了讓地面擋住高能宇宙線。

當前的天文觀測顯示,宇宙中暗物質總重量是普通物質總量的五倍左右。在銀河系中,暗物質呈現暈狀分布,把銀河系包裹其中。在銀河系內區,普通物質比暗物質多,在外區則是暗物質比普通物質多。在太陽附近,一般認為構成可見世界的原子物質比暗物質多。你可以認為地球浸泡在比較稀疏的暗物質粒子云中。

銀河繫結構示意圖。中心藍色部分是星系的星盤結構。黃色亮點是銀河系暈星。太陽系在藍色部分的外圍。灰色結構是暗物質暈。

暗物質除了引力作用以外,其他相互作用力很弱或根本就沒有。 所以暗物質和普通物質比如人體相遇,完全就穿過去了,人不會有任何感覺。大氣層內每個時刻都有很多暗物質粒子,你無法感知到它們。


但是有的理論認為暗物質可能和原子核有極其微弱的概率相撞。所以科學家建造了暗物質探測器來探測暗物質。最先進的暗物質探測器採用液態惰性元素作為探測核心。如果暗物質粒子和惰性元素髮生碰撞,就會使後者高速反衝,發出輝光。可是,這種碰撞的預期幾率非常的低,如果探測器建在地面,探測器會嚴重受到宇宙線中高能粒子的影響。所以科學家們才把探測器深埋在地下,擋住了高能宇宙線的千軍萬馬。這樣就大大提高了暗物質探測的靈敏度。

關於暗物質的研究歷史可以參考我的專欄文章http://zhuanlan.zhihu.com/p/21599041


果殼上有人算過了:
暗物質為何沒有影響太陽系中行星的運行速度...

整個銀河系內的暗物質質量大約是10^{12}個太陽質量,也就是2	imes10^{42}{
m kg}

按果殼這個回答的演算法,假設暗物質在半徑15kpc的球體內平均分布,這個球的體積是frac{4}{3}	imes3.14	imes(15000	imes3.1	imes10^{16}{
m m})^3 = 4.2	imes10^{62}{
m m}^3

兩者相除,暗物質的平均密度是4.8	imes10^{-21}{
m kgcdot m^{-3}}

而地球體積是1.1	imes10^{21}{
m m^3}

再相乘,可以得到整個地球內的暗物質總量是5.3kg。好象不是很多啊。。。

整個地球軌道以內能有多少暗物質?以日地距離為半徑的球,體積是1.4	imes10^{34}{
m m^3},暗物質總量則是6.7	imes10^{13}{
m kg},好象不少?

其實也沒多少,假設有一座長寬高都是2300m的「山」,平均密度是5.5,則這座「山」的質量差不多也就是6.7	imes10^{13}{
m kg}


暗物質可能是二維化的物質,只有長寬兩個維度,沒有厚度,但是有質量,能產生引力。
二維物質看不見摸不著,對我們的生活影響不大,有沒有關係都不大。


在我看來,「暗物質」其實沒有一個很好的定義。宇宙中一些星系,通過其亮度等估算到的質量不足以產生足夠的引力來使星系以現有的狀態運行。就是說,理論與觀測不太相符,但是大多數人認為是觀測中的估算出了問題,所以為了使引力理論正確,人們認為宇宙中存在一種「暗」的物質。你不能從光學手段觀測到它(沒有電磁相互作用),它也不與其他原子核發生核反應(強相互作用),但是在大尺度上它卻有引力效應。通俗來講,宇宙中我們「看不到」卻有引力的東西就可以被稱為「暗物質」。

如果確實有這麼一類「暗物質」的話,那它在我們星系裡是十分稀薄且分布是相對均勻的,才能和現有的引力理論對上。其他的一些回答也給出了具體的估算。所以,如果確實有「暗物質」的話,它在地球上基本是無處不在的。


現在,暗物質的有力候選者是「WIMP」(只有弱相互作用力和引力相互作用),但因為弱相互作用力是很弱的(在微觀上引力可忽略,實在太弱了),我們也極難觀察到。現在尋找WIMP的實驗都選在地下實驗室主要是為了排除各種宇宙射線的干擾,這樣一旦觀測到某個WIMP和探測器中的原子核發生散射,我才能通過排除法來確定:是WIMP而不是其他已知的物質發生了散射。


個人認為,暗物質不存在。

暗物質存在的唯一證據,是宇宙間河系的不正常聚集,這種聚集的程度超過了這些河系本身質量所帶來的引力效果,於是天文學家們才臆測有一種無法與光干涉(無法與電磁波耦合)的物質在提供引力。

這一理論,與歷史上著名的以太論有著異曲同工之處。

我到現在,沒有在任何清晰的宇宙大爆炸描述中,看到暗物質生成的準確邏輯,更不要說,為什麼暗物質沒有聚合在引力更大的河系內而是奇怪的聚合在引力更小的河系外,小心翼翼的形成暗物質暈,小心翼翼的不對河系內天體運行造成影響。

最後,說一說我對於河系不正常聚集的猜想
猜想1 相對論並不那麼全面。
所謂引力,根據相對論,其實就是空間在物質質量作用下的凹陷。而無論河系的形成,宇宙間河系的分布,都是在這種凹陷的作用下形成的。
但是,人類對於空間的認識不夠全面。
我猜測,當質量沒有達到一個特定程度時(比如恆星、黑洞這個級別),空間的凹陷係數是一個比例,即1萬kg的質量造成的凹陷等於100KG質量造成凹陷的100倍。
但是,當質量達到一定程度時,比如河系級別的質量時,空間的凹陷係數發生了變化,嗯,即突破了一個閾值,此時河系所引發的空間凹陷,大於正常的萬有引力係數。
這種情況下,自然觀測到了河系的不正常聚集。

猜想2 也許是宇宙之外的影響
我知道,宇宙之外這個詞是不被正統物理學承認的。但是,根據量子理論,我們的宇宙之外也許還有其他東西。如果宇宙之外有東西,也許是這些東西導致了河系的不正常聚集。
我這裡也可以舉一個例子:
假設我們發現了一個二維宇宙,並擁有了影響這個二維宇宙的能力。這時,無論我們移動這個二維宇宙還是將它塞進一個火柴盒,都有可能引起這個二維宇宙的天體不正常擾動。而這種擾動導致的天體運行變化,毫無疑問不符合該二維宇宙基本的科學理論。
屆時,這個二維宇宙內的科學家們,一定苦思不得其解,沒準也製造一個暗物質或者暗能量、暗什麼理論,來解釋這種天體的不正常變化。

PS:最新的暗物質探測計劃(大型地下氙暗物質實驗(LUX)),經過長期運作,根本沒有發現暗物質。在我看來,不存在的東西,當然無法發現。


我感覺中國的太極圖越來越合理了,一陰一陽組成萬物,我們的眼睛和感覺都是有局限性的,可能我們被設計出來的時候就是看不到暗物質的,所以根本不可能理解


當然有!!!

→_→


大氣層中有以太存在,其標準狀態密度為0.011克每升。以太不是暗物質,其晶瑩剔透,遇熱發亮,光和電是其不同運動表現形式,不運動時充斥天空。只有以太存在的天空稱太空。沒有以太存在的地方是黑洞 ,所謂的暗物質應該是真空。以太高溫溶化,真空只有在高溫高壓狀態下才能生成;真空沒有壓力、沒有溫度(絕對零度);真空是引力之源,造物之主。


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