Işık karanlık bir madde olabilir mi?


15

Işığın kendisinin karanlık madde olması mümkün müdür? Fotonlardan bahsediyorum (örneğin görünür ışık, kızılötesi, ultraviyole, vb.). Işığın kütlesiz olduğu anlaşılır, ancak en azından enerji içerdiği açıktır, çünkü onunla görebiliriz (örneğin, retinalarımızdaki hücrelere enerji verir). Işığın çok küçük bir "net kütle" olup olmadığını merak ediyorum (örneğin, 0 kütle * göreceli olarak sonsuz hız). Işığın enerjisiyle orantılı olarak en azından biraz kütlesi olduğunu düşünürdüm. Örneğin, E = mc ^ 2'yi alın, sonra m = E / c ^ 2 ne kadar kütleye sahip olduğunu açıklar. Eğer bu doğruysa, ışığın da çok az yerçekimi olmalıdır. Etki en az gibi görünse de, ışık neredeyse her yerde. Işıktan gelen çekim galaksilerin içinde daha yoğun olacaktı, ve hatta daha çok yıldızın bulunduğu (karanlık madde gibi) gökadaların merkezinde yoğunlaştı. Işığın yerçekimi olduğunu varsayarsak, hesaplamaları yapmak ilginç olurdu ve bunun evrendeki karanlık maddenin yerçekimi gözlemleriyle eşleşip eşleşmediğini görmek ilginç olurdu. Karanlık madde gerçekten hafifse komik ve ironik olurdu.

Düzenleme: Buradaki tartışmalara göre ışığın yerçekimi var gibi göründüğüne dikkat edin: Işık evreni nasıl etkiler? Eğer bu kadar doğruysa, bunun karanlık maddeyi açıklayacak kadar önemli olup olmadığını merak ediyorum.


5
Bu biraz uzak görünüyor ve ışık olsaydı görmeyi beklerdim. Ayrıca, tüm kozmolojik modellerin ışığın / fotonların / radyasyonun etkisini açıkladığına inanıyorum. Ancak, bu son derece ilginç bir ilişki ya da kesinlikle aşık olduğumu düşündüğüm bir düşünce çizgisidir. Kozmoloji ile ilgili ayrıntıları kendim tartışmaktan çok rahat olmadığım için insanların cevaplarını görmek istiyorum. Yani +1. Ayrıca, büyük düşünme, devam et. Bu, büyük araştırmalara yol açan yaratıcılık türüdür.
Takku

3
Işık algılanabilir ve Karanlık madde algılanamaz.
Yashbhatt

1
İlginç bir soru ... Eğer evrendeki tüm "transit" fotonların tüm enerjisini toplarsanız ("şimdi" nin bazı tanımlarında) ve E = mc ^ 2 ile kütleye eşitlerseniz, anlamlı bir şey midir? yapmak (kütle gibi davranıyor mu, örneğin yerçekimi var mı), herhangi bir önemi olan kütle midir ve eğer öyleyse, evrenimizdeki sözde "eksik" veya karanlık maddeyi, kısmen de olsa herhangi bir şekilde açıklıyor mu?
Anthony X

1
İlginç. Yaygın bir fikir, karanlık maddenin bir WIMP (Zayıf Etkileşen Masif Parçacık) olmasıdır. Fotonlar zayıf nükleer kuvvetle etkileşime girmemiş gibi görünse de, elektrokeaktif birleşmenin foton karanlık madde fikrini ilginç bir bükülme sağlayıp sağlamadığını merak ediyorum.
HDE 226868

2
Işık kütlesizdir. Tam durak. Bunu düşünmenin daha iyi bir yolu, enerjinin yerçekimi kuvveti olarak yorumlanan uzamsal eğriliğe katkıda bulunmasıdır. Her iki durumda da, evrenin mevcut ışık içeriği ihmal edilebilir bir enerji yoğunluğu kaynağıdır.
Rob Jeffries

Yanıtlar:


19

Karanlık madde, sadece bilmediğimiz bir şeyin adıdır. Dolaylı gözlemler yapılan ekstra bir yerçekimi kaynağını hesaba katmak için adlandırılmıştır, ancak yine de açıklayamayız.

Işığın uyguladığı yerçekimi kuvveti ihmal edilebilir derecede küçük olmakla birlikte, Karanlık Maddenin yerçekimi kuvvetini tüm galaksileri etkileyecek kadar büyük olarak ölçtük; galaksileri birbirine bağlayan şey budur.

Ayrıca, yerçekimi miktarı için hesaplamalar yaparken gözlemleyebileceğimiz her şeyi (fotonlar dahil tüm sıradan maddeler) dahil ettik. Işık zaten orada. 'Karanlık madde' açıklayamadığımız ekstra yerçekimidir.


Görünüşe göre sorumun sonunda bağlandığım soru / cevaplara göre ışık bir yerçekimi kaynağı olabilir.
Jonathan

2
Bu makaleyi belirttiğiniz için teşekkür ederim. Okuduğum gibi, ışığın neden olduğu yerçekiminin gülünç derecede küçük olduğu açıktır, ancak karanlık madde sıradan maddeninkinden bile daha büyük bir yerçekimi kaynağıdır. Ayrıca, yerçekimi miktarı için hesaplamalar yaparken gözlemleyebileceğimiz her şeyi (fotonlar da dahil olmak üzere tüm sıradan maddeler) ekliyoruz. Yani zaten orada. 'Karanlık madde' açıklayamadığımız ekstra yerçekimidir.
harogaston

Bu yorumu iyi bir cevap olarak değerlendiririm :-) Cevabınızı bununla değiştirirseniz, daha iyi bir şey almazsam, muhtemelen cevap olarak kabul edeceğim.
Jonathan

Düzenlenen. Yeterince açıklayıcı bulduğunuza sevindim.
harogaston

1
Bu doğru değil. Her ikisi de görülemediği için değil, aynı zamanda çoğunluğunun elektromanyetik olarak etkileşime girmeyen bir formda olması gerektiği için "karanlık madde" olarak adlandırılır. Bu nedenle ışık karanlık madde olamaz.
Rob Jeffries

6

T=2.73

0.0000485

Kapatma yoğunluğu, kozmolojik sabit yoksa evreni kapatmak için gereken yoğunluktur. Evrenin gözlenen yoğunluğunun yaklaşık 0.3 x kapatma yoğunluğu olduğu belirlenmiştir.


1
İşin garibi, bu aynı zamanda sahip olduğum diğer sorulardan birini de cevaplıyor: astronomy.stackexchange.com/questions/4813/… Ben bu soruya bir cevap olarak kabul ediyorum :-)
Jonathan

3

Yashbhatt'ın dediği gibi ışığı tespit edebiliriz: gözlerimizle (sadece görünür ışık) ve özel makinelerle. Bazı ışık türlerinin etkilerini de görebiliriz. Ancak karanlık madde şimdilik tespit edilemiyor.

Ayrıca, ışık enerjidir, karanlık madde maddedir. Cildiniz neden bronzlaşıyor? Ultraviyole ışık yüzünden. Neden her yaz ateşlisin? Kızılötesi ışık yüzünden. Işığın bir etkisi vardır, bu yüzden enerji: cildinizi bronzlaştırmak için sağlanan enerji yoksa cildiniz bronzlaşmaz.

Sonuç olarak, ışık karanlık bir madde değildir.


1
"karanlık madde önemlidir": Adam, Karanlık Maddenin ne olduğu konusunda hiçbir fikrimiz yok. İsimlendirmenin sizi yanlış yönlendirmesine izin vermeyin. Özür dilerim ama sen sadece orada yanlışsın dostum.
harogaston

3
@horagaston: 'madde' tamamen tutarlı bir disiplinler arası anlamı olmayan oldukça belirsiz bir terimdir. Kozmoloji söz konusu olduğunda, karanlık madde önemlidir. Daha soyut genel görelilik, bir hatta ışık için olabilir de 'meselesi' olabilir, ama 'madde' ve 'radyasyon' arasında bir ayrım yaparak kozmolojideki daha kullanışlıdır. Bunun yerine, biraz ışık tutacağım şey, "ışığın enerjidir" iddiasıdır - bu anlamsız bir ifadedir, çünkü enerji, hem ışık hem de madde gibi şeylerin bir özelliğidir.
Stan Liou

1
@StanLiou iyi, beni söyleyerek için "karanlık madde meselesidir" yanlış hayır olsun buna atamak anlamına gelir. Çünkü karanlık maddenin ne olduğunu bilmiyoruz. Onu bir şey olarak tanımladığınız anda aldatıyorsunuz. Ama her şey yolunda mı, bundan daha fazla önem vermeyeceğim.
harogaston

3

Işık, karanlık maddenin küçük bir kısmını oluşturabilir, ancak çoğunu / tamamını açıklamak pek olası değildir.

Karanlık madde hakkındaki bir Wikipedia makalesinden: http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter

bilinen evrenin toplam kütle enerjisi% 4.9 sıradan madde,% 26.8 karanlık madde ve% 68.3 karanlık enerji içerir. [2] [3] Böylece, karanlık maddenin evrendeki toplam maddenin% 84.5'ini oluşturduğu tahmin edilirken, karanlık enerji artı karanlık madde evrenin toplam içeriğinin% 95.1'ini oluşturmaktadır. [4] [5]

Şimdi bunun hakkında daha fazla düşündüğüme göre, karanlık madde hafifse, evrendeki kütlenin çoğunun madde yerine ışık olacağı anlamına gelir. Çoğu maddenin (örneğin yıldızlarda) evrenin hayatı boyunca bile ışığa dönüştüğünden şüpheliyim. Hidrojenin Helyuma karıştığında kütlesinin sadece küçük bir kısmını (enerji / ışık olarak) kaybettiğine inanıyorum. Bununla birlikte, evrenin hemen hemen tüm bölümlerinden geçen kozmik arka plan radyasyonunun daha fazla ışığı açıklayabilmesi mümkündür. Bunun karanlık maddeyi açıklamak için yeterli olacağından şüpheliyim, ancak bunun ne gibi bir etkisi olduğunu görmek istiyorum. Bu bana ışığın muhtemelen tüm karanlık maddeleri hesaba katmadığını, ancak yine de bir kısmını açıklayabileceğini söylüyor. Bununla ilgili daha fazla girdi memnuniyetle karşılarım (örneğin, varsa karanlık maddenin ne kadar açık olduğu).


1

Layman'ın açıklaması burada, bu yüzden buna değer.

Karanlık madde lokal bir yerçekimi etkisine sahiptir (galaksiler için yerelleştirilmiştir, evet, ancak yine de yerelleştirilmiştir); varlığı gözlemlenen bu etki temelinde varsayılır.

Karanlık madde evren boyunca eşit olarak dağılmış olsaydı, lokalize bir etkisi olamazdı, bunun yerine etkisi evrenin genişlemesinin (veya büzülmesinin) genel hızında gözlenecekti; ve her halükarda eşit olarak dağılmış olamazdı, ama sıradan, görünür madde ile topaklaşmaya başlayacaktı.

Yani karanlık madde kümelenmeli, böylece galaksilerin içinde ve çevresinde daha çok, galaksiler arası alanda daha az var.

Ancak ışık bu şekilde toplanamadı. Bir galakside üretilen ışığın bir kısmı o galaksideki bir kısmına çarpar ve emilir veya o galaksideki bir kara deliğe çarpar ve zamanın sonuna kadar orada kalır, çoğunlukla gök cismi tarafından yayılan ışık galaksiler arası uzaya götürecek ve evren nihayetinde çökecek kadar yoğun olmadıkça, bu ışık asla kendi galaksisine geri dönmeyecektir.

Ayrıca - diğerlerinin de işaret ettiği gibi - karanlık madde varsayılmaktadır çünkü galaksilerdeki görünür madde dönüşünü açıklamak için yetersizdir. Görünür madde, o maddenin yaydığı ışıktan çok daha fazla kütleye sahip olduğundan (birden fazla büyüklükte), ancak galaksilerin dönüşünü hesaba katmak için yetersiz olduğu için, yayılan ışığın radikal olarak daha küçük kütlesi mutlaka eşit olmalıdır daha az yeterli ve bu nedenle karanlık maddenin ne olduğu için bir açıklama olamazdı.

Yani hayır, karanlık madde hafif değil.


-2

Işık kesinlikle kütleçekimsel bir kütleye sahiptir. Işık, uzaklık karesinin tersi ile uzaya da dağılır. Bu, ışık kaynaklarının bulunduğu galaksiler diski boyunca ağırlığının daha güçlü olduğu anlamına gelir. Tıpkı karanlık maddenin olması gerektiği gibi. Galaksilerdeki yerel güçlü ışık, galaksiler arası kaynaklardan ve evrende aşağı yukarı aynı olan ve galaksiler üzerinde de etkisi olması gereken CMB'den gelen tüm ışığa eklenecektir. Mesele, yıldızlararası uzay ağırlıklarındaki tüm EM spektrumundaki ışığın ne kadar olduğudur. Normal kütleye kıyasla yıldızların yakınındaki güneş sistemlerinde açıkça göz ardı edilebilir, ancak belki de yıldızların arasındaki büyük alana tüm ışığı eklerseniz değil. Ayrıca galaksiler arasındaki "boş" alana ışığın yerçekimini ekleyin (galaksilerin dönüşü de ışığın yerçekiminden etkilenmelidir. galaksiler arasındaki madde). Sanırım astronomlar bunu hesaba katmış olmalı, ama hesaplanan miktarı hiçbir yerde bulamıyorum (bir astronom değilim, belki de birçok özel astronomi kitabında, bilmiyorum). Zaten karanlık maddenin olması için hafifliğin çok, çok daha az olduğundan şüpheleniyorum, ama sayılarım yok. Eğer birisi varsa ...


2
105

Devam etmenin en iyi yolu, bunu düzenlemeniz ve bazı ek bilgiler eklemeniz olacaktır.
uhoh
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.