当暗物质不存在的时候,宇宙会是什么样子呢?

zelon1234

当暗物质不存在的时候,宇宙会是什么样子呢?

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1. 如果暗物质不存在，138亿年前的大爆炸仍然会发生，宇宙的最初几分钟历程与现在相似：粒子与反粒子大量产生并毁灭，留下了少量的质子、中子和电子。
2. 在没有暗物质干预的情况下，宇宙早期的高温和高密度使得质子和中子能够结合形成重元素。高能粒子和光子则阻止这一过程，将新形成的原子核分解。
3. 在暗物质缺席的情况下，决定宇宙中元素比例的主要因素是光子与重子之间的数量关系。这一比例在大爆炸中就已经确定，决定了宇宙中氢、氦、锂等元素的产量。
4. 宇宙早期几乎完全均匀，但细微的波动——宇宙的不完美之处——在引力的作用下随时间增长，最终孕育出恒星、星系和其他宇宙结构。
5. 在只有普通物质和辐射的宇宙中，万有引力的作用会使物质聚集，而辐射则会将其推散，这种相互作用决定了宇宙的结构形成。
6. 如果没有暗物质，这种引力与辐射的相互作用会更加剧烈，导致宇宙中的结构在某些尺度上更加丰富，在其他尺度上则被消灭。
7. 宇宙的持续膨胀和冷却使得最小的宇宙尺度先于最大的宇宙尺度经历物质的聚集与扩散过程。
8. 宇宙微波背景——大爆炸剩余辉光的波动图——揭示了这些振荡。重子声学振荡的模式，即这些起伏，可以通过测量任意两点的温度差异来观察。
9. 中性原子形成后，辐射的阻碍作用消失，万有引力得以自由作用，引导气体云形成、坍缩，进而产生最早的恒星。
10. 然而，如果没有暗物质，这些早期恒星会因为它们的强烈辐射和恒星风导致周围物质被吹散，从而使得恒星周围的物质无法聚集形成新的恒星。
11. 这些早期恒星的强烈爆发——如超新星爆炸——会释放出高速移动的物质，如果没有暗物质的引力束缚，这些物质可能永远离开星系团。
12. 与我们现在的宇宙不同，没有暗物质的宇宙中，第一代恒星的死亡可能是宇宙的终结，因为它们的物质无法循环利用到下一代恒星中。