光能是暗物质吗?


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光本身是否可能是暗物质?我说的是光子(例如可见光,红外线,紫外线等)。我意识到光被理解为无质量的,但是很明显它至少包含能量,因为我们可以看到它(例如,它使视网膜中的细胞通电)。我想知道光是否具有很小的“净质量”(例如0质量*相对论的无限速度)。我认为光至少与其能量成比例地具有一点质量。例如,假设E = mc ^ 2,则m = E / c ^ 2将描述其具有的质量。如果这是真的,那么光线的引力也应该很小。尽管效果似乎很小,但实际上光无处不在。来自光的引力会更集中在星系内部,甚至更集中在星系中心,那里有许多恒星(就像暗物质一样)。假设光确实具有引力,然后进行计算,看看它是否与宇宙中暗物质的引力观测值相匹配,这将很有趣。如果暗物质真的是光,那将是有趣和讽刺的。

编辑:请注意,按照此处的讨论,光确实具有引力:光如何影响宇宙? 如果这是真的,我想知道这是否足以说明暗物质?


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这似乎有些牵强,我希望如果有光,我们就会看到它。另外,我相信所有宇宙学模型都可以解释光/光子/辐射的影响。但是,这是一个非常有趣的关联,或者是我绝对喜欢的一种思路。我不太愿意自己讨论有关宇宙学的细节,所以我希望看到人们有什么答案。因此,+ 1。此外,请善加思考,继续努力。这种创造力导致了出色的研究。
Takku 2014年

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可以检测到光,而不能检测到暗物质。
Yashbhatt 2014年

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一个有趣的问题...如果您将宇宙中所有“在途”光子的所有能量(按“现在”的某种定义)相加并通过E = mc ^ 2将其等同于质量,这是否有意义?做(它表现为质量,例如具有重力),该质量具有任何意义吗?如果是这样,它是否以任何方式解释了我们宇宙中所谓的“缺失”或暗物质,即使只是部分?
安东尼X

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有趣。一种常见的想法是将暗物质称为WIMP(弱相互作用质量粒子)。尽管光子似乎并不通过弱核力相互作用,但我想知道电弱统一是否可以使光子暗物质的想法发生有趣的变化。
HDE 226868

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光是无量的。句号 一种更好的思考方式是,能量有助于将空间曲率解释为重力。无论哪种方式,宇宙当前的光含量都是可以忽略不计的能量密度来源。
罗布·杰弗里斯

Answers:


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暗物质,仅仅是我们一无所知的名称。它的名字是为了解释间接观测到的一个额外的重力源,但是我们无法解释。

光施加的重力很小,可以忽略不计,但是我们已经测量出“暗物质”的引力足以影响整个星系。它是将星系束缚在一起的东西。

此外,当我们计算应该存在的重力量时,我们包括了我们可以观察到的所有东西(包括光子在内的所有普通物质)。所以光已经在那里。“暗物质”是我们无法解释的额外引力。


根据我在问题末尾链接到的一个或多个问题,看来光可能是引力源。
乔纳森(Jonathan)

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感谢您指出该文章。在我读到它时,很明显,由光引起的引力非常小,而暗物质却代表了比普通物质更大的引力源。此外,我们在进行重力计算时还包括了我们可以观察到的所有东西(包括光子在内的所有普通物质)。所以它已经在那里。“暗物质”是我们无法解释的额外引力。
harogaston 2014年

我认为该评论是一个不错的答案:-)如果您以此修改您的答案,如果我没有更好的选择,我可能会接受它作为答案。
乔纳森(Jonathan)

编辑。很高兴您发现它足以说明问题。
harogaston 2014年

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这是不正确的。之所以称其为“暗物质”,不仅是因为看不到它,而且还因为它的大部分需要呈不发生电磁相互作用的形式。因此,光不能是暗物质。
罗布·杰弗里斯

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T=2.73

0.0000485

闭合密度是在没有宇宙学常数的情况下闭合宇宙所需的密度。确定的宇宙观测密度约为0.3 x封闭密度。


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奇怪的是,这也回答了我遇到的其他问题之一:astronomy.stackexchange.com/questions/4813/… 我将接受它作为对该问题的回答:-)
Jonathan

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正如Yashbhatt所说,我们可以用眼睛(仅可见光)和专用机器来检测光。我们还可以看到某种类型的灯光的效果。但是,暂时无法检测到暗物质。

同样,光是能量,暗物质是物质。为什么你的皮肤晒黑?这是因为有紫外线。为什么每个夏天都很热?这是因为有红外线。光线有效果,所以就是能量:如果没有能量使皮肤晒黑,您的皮肤就不会晒黑。

总之,光不是暗物质。


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“暗物质就是物质”:伙计,我们绝对不知道暗物质是什么。不要让术语误导您。对不起,您在那儿,哥们简直就是错。
harogaston 2014年

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@horagaston:“问题”是一个相当模糊的术语,没有完全一致的跨学科含义。就宇宙学而言,暗物质是物质。在更抽象的广义相对论中,人们甚至可能会把自己称为“物质”,但在宇宙学中将“物质”与“辐射”区分开来更为有用。取而代之的是,我要稍作讨论的是所谓“光是能量”的说法,这是毫无意义的说法,因为能量是物质的属性,无论是光还是物质。
Stan Liou 2014年

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@StanLiou好,对我说:“暗物质是物质”是错误的没有这意味着你分配给它。因为我们不知道什么是暗物质。只要你将它定义为东西你正被欺骗。但是没关系,我不会比这更有意义。
harogaston 2014年

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光可能占暗物质的一小部分,但不可能占大多数/全部。

摘自Wikipedia关于暗物质的文章:http : //en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter

已知宇宙的总质量能包含4.9%的普通物质,26.8%的暗物质和68.3%的暗能量。[2] [3] 因此,估计暗物质占宇宙总物质的84.5%,而暗能量加暗物质占宇宙总物质的95.1%。[4] [5]

现在,我考虑了更多,这意味着如果暗物质是光,那么宇宙中的大部分质量将是光,而不是物质。我怀疑即使在整个宇宙的生命中,大多数物质(例如在恒星中)也会变成光。我相信,当氢气渗入氦气时,氢气只会释放其质量的一小部分(能量/光)。然而,穿过几乎宇宙所有部分的宇宙背景辐射可能会占更多的光。我仍然怀疑是否足以解决暗物质,但想看看这有什么作用。这告诉我,光可能无法解决所有暗物质,但仍然可以解决其中的一部分。我欢迎对此提供进一步的信息(例如,多少暗物质是光,如果有的话)。


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Layman在这里的解释,所以以它的价值为准。

暗物质具有局部的引力作用(是的,是局部于星系的,但仍然局部化);根据观察到的效果推测其存在。

如果暗物质在整个宇宙中平均分布,那么它就不会产生局部效应,而是在宇宙膨胀(或收缩)的总体速率中观察到它的效应。无论如何,它不可能保持均匀分布,而是会与普通的可见物质聚集在一起。

因此,暗物质必须聚集成团,以便在星系内和星系周围有更多的暗物质,而在星际空间中则较少。

但是,光线无法以这种方式聚集。当星系中产生的某些光撞击到该星系中的某些物质并被吸收,或者撞击到该星系中的黑洞并停留在那里,直到时间结束,在大多数情况下,天体发出的光它将进入银河系之间的空间,除非宇宙密度足够大以至最终会崩溃,否则光将永远不会回到它的家星系。

此外,正如其他人指出的那样,推测暗物质是因为星系中的可见物质不足以解释其旋转。由于可见物质的质量远大于该物质发出的光的质量(多个数量级),但不足以解释星系的旋转,因此,所发射的光的质量必定要小得多,不足,因此不能解释什么是暗物质。

所以不,暗物质不是光。


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光当然具有引力质量。光也以距离平方的倒数分散到空间中。这意味着它的重量在光源所在的整个星系盘上都更强。就像暗物质一样。星系中的局部强光将被添加到来自星际源和CMB的所有光中,这在整个宇宙中或多或少是相同的,并且也应对星系产生影响。关键是星际空间权重中整个EM光谱中的光量。与常规质量相比,它显然可以忽略进入恒星附近的太阳系,但是如果将所有光都添加到恒星之间的巨大空间中,则可能无法忽略。另外,请在星系之间的“空”空间中添加光的重力(星系的旋转也应受光的重力影响,星系之间的物质)。我认为天文学家必须考虑到这一点,但我无法在任何地方找到计算出的数量(我不是天文学家,也许它在很多专门的天文学著作中,我都不知道)。无论如何,我怀疑重量很轻,比暗物质要轻得多,但我没有数字。如果有人有...


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