Kysymys:
Voisiko valo olla pimeää ainetta?
Jonathan
2014-07-02 16:56:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Onko mahdollista, että valo itsessään on pimeää ainetta? Puhun fotoneista (esim. Näkyvä valo, infrapuna, ultravioletti jne ...). Ymmärrän, että valo ymmärretään massattomaksi, mutta on ilmeistä, että se sisältää ainakin energiaa, koska voimme nähdä sen kanssa (esim. Se energisoi verkkokalvomme soluja). Ihmettelen, onko valolla hyvin pieni "nettomassa" (esim. 0 massa * relativistisesti ääretön nopeus). Luulisin, että valolla on ainakin pieni massa, suhteessa sen energiaan. Otetaan esimerkiksi E = mc ^ 2, sitten m = E / c ^ 2 kuvaa kuinka paljon massaa sillä on. Jos tämä on totta, myös valolla tulisi olla hyvin vähän painovoimaa. Vaikka vaikutus tuntuisi vähäiseltä, valoa on käytännössä kaikkialla. Valon painovoima olisi keskittynyt enemmän galakseihin ja vielä enemmän galaksien keskelle, jossa on monia tähtiä (kuten pimeä aine on). Olisi mielenkiintoista suorittaa laskelmat olettaen, että valolla on painovoimaa, ja katsoa, ​​vastaako tämä universumin pimeän aineen gravitaatiohavaintoja. Olisi hauskaa ja ironista, jos pimeä aine todella on vaalea.

Muokkaa: Huomaa, että näyttää siltä, ​​että valolla on painovoimaa, kuten täällä käydään: Miten valo vaikuttaa maailmankaikkeuteen? Jos niin paljon on totta, ihmettelen, onko tämä riittävän merkittävä pimeän aineen huomioon ottamiseksi?

Tämä tuntuu hieman haetulta ja odotan, että jos valoa olisi, näemme sen. Uskon myös, että kaikki kosmologiset mallit kertovat valon / fotonien / säteilyn vaikutuksesta. Tämä on kuitenkin erittäin mielenkiintoinen korrelaatio tai ajattelutapa, johon mielestäni olen ehdottomasti rakastunut. Koska en ole kovin mukava keskustella kosmologian yksityiskohdista itse, haluaisin nähdä vastauksia ihmisillä. Joten +1. Hyvää ajattelua, jatka sitä. Tämä on sellaista luovuutta, joka johtaa suureen tutkimukseen.
Valoa voidaan havaita ja pimeää ainetta ei voida havaita.
Mielenkiintoinen kysymys ... jos summataan kaikkien maailmankaikkeuden "kulkevien" fotonien energia (jossakin "nyt" -määritelmässä) ja verrataan se massaan E = mc ^ 2: n kautta, onko se merkityksellinen asia tehdä (käyttäytyykö se massana, esim. painovoimaa), onko tällä massalla mitään merkitystä, ja jos on, selittääkö se millään tavalla universumissamme niin sanotun "puuttuvan" tai pimeän aineen, vaikka vain osittain?
Tällä tavoin oletat, että valo painaa paljon enemmän kuin tavallinen aine.
@AnthonyX Vaikuttaa siltä, ​​että vastaukset ja lähteet linkitettyyn kysymykseen osoittavat, että valo gravitoi sen massan mukaan, jonka sillä olisi E = mc ^ 2. Jos tämä on totta, iso kysymys on, riittääkö se ottamaan huomioon pimeän aineen?
@Py-ser Haluaisin nähdä, kuinka paljon pimeää ainetta se on, olettaen, että valoon liittyvä massa (m = E / c ^ 2) gravitoituu aivan kuten vastaava massa normaalissa aineessa.
Mielenkiintoista. Yksi yleinen ajatus on pimeä aine on WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). Vaikka fotonit eivät näytä olevan vuorovaikutuksessa heikon ydinvoiman välityksellä, ihmettelen, voisiko sähköheikon yhdistyminen antaa fotonin pimeän aineen mielenkiintoisen käänteen.
Tämä on aika mielenkiintoista. Jotkut sanovat, että jos se olisi kevyt, näisimme sen, mutta eikö niin? Emme näe fotoneja, jotka tulevat pois auringosta kohtisuorassa näköyhteykseemme nähden. Emme näe heitä, kun he ohittavat meidät kohti Jupiteria, mutta silti he ovat, heijastamalla takaisin meille. Tavallaan näemme valon vaikutuksen, mutta emme itse valoa (kuten laser). Mietin aina, oliko kyse vain siitä, että sen sijaan, että olisimme massaa asioita, on enemmän kuin luulimme, sanomme sen olevan jotain muuta.
@fractalspawn Olen samaa mieltä analyysistasi. Emme näe valoa, ellei se pääse verkkokalvoon (tai mihin tahansa havaintolaitteeseen, jota käytämme). Tämä tarkoittaa, että on valtava määrä valoa, jota emme näe. Esimerkiksi, emme näe lasersädettä (valoa kulkiessa), mutta näemme pisteen, johon säde osuu, koska valo kimpoaa esineestä ja sitten tulee silmiin.
Valo on massatonta. Täysi pysähdys. Parempi tapa ajatella sitä on, että energia vaikuttaa avaruuden kaarevuuteen, joka tulkitaan painovoimana. Joko niin, maailmankaikkeuden nykyinen valopitoisuus on merkityksetön energian tiheyden lähde.
Kuusi vastused:
#1
+20
harogaston
2014-07-03 03:37:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tumma aine on vain nimi jollekin, josta emme tiedä mitään. Se nimettiin vastaamaan ylimääräisestä painovoimalähteestä, jota on havaittu epäsuorasti, mutta emme kuitenkaan voi selittää sitä.

Valon painovoima on merkityksettömän pieni, mutta olemme mitanneet Darkin painovoiman Aineen on oltava riittävän suuri vaikuttamaan kokonaisiin galakseihin; se sitoo galaksit yhteen.

Lisäksi olemme sisällyttäneet kaiken, mitä voimme havaita (kaikki tavalliset aineet, fotonit mukaan lukien), kun teemme laskelmia painovoimasta, jonka pitäisi olla. Joten valo on jo siellä. "Pimeä aine" on se ylimääräinen painovoima, jota emme voi ottaa huomioon.

Vaikuttaa siltä, ​​että valo voi olla painovoiman lähde kysymyksen / vastausten kohdalla, joihin linkitin kysymykseni lopussa.
Kiitos, että osoitit kyseisen artikkelin. Luen sitä on melko selvää, että valon aiheuttama painovoima on naurettavan pieni, mutta pimeä aine edustaa painovoiman lähdettä, joka on jopa suurempi kuin tavallisen aineen. Lisäksi sisällytämme kaiken, mitä voimme havaita (kaikki tavalliset aineet, fotonit mukaan lukien), kun teemme painovoiman laskelmia. Joten se on jo siellä. Pimeä aine on se ylimääräinen painovoima, jota emme voi ottaa huomioon.
Pidän tätä kommenttia hyvänä vastauksena :-) Jos muokkaat vastaustasi tällä, jos en saa mitään parempaa, hyväksyn sen todennäköisesti vastauksena.
Muokattu. Onneksi löysit sen tarpeeksi selittäväksi.
Tämä ei ole oikein. Sitä kutsutaan "pimeäksi aineeksi", koska sitä ei voida nähdä, mutta myös siksi, että suurimman osan siitä on oltava muodossa, joka ei ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettisesti. Siksi valo ei voi olla pimeää ainetta.
#2
+6
eshaya
2014-10-07 03:38:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Suurin osa maailmankaikkeuden valoenergiasta on edelleen kosmisessa mikroaaltotaustassa (CMB). Kevään 2011 UC Berkeley Physics 250 -luokan materiaalit lasketaan sen perusteella, että $ T = 2,73 $ CMB: lle:

Tästä seuraa, että fotonit maksavat vain 0,0000485 $ $ sulkemisesta tiheys.

Sulkutiheys on tiheys, joka tarvitaan maailmankaikkeuden sulkemiseen, jos kosmologista vakiota ei olisi. Havaitun maailmankaikkeuden tiheyden on määritetty olevan noin 0,3 x sulkeutumistiheys.

Kummallista kyllä, tämä vastaa myös yhteen muista kysymyksistä, jotka minulla oli: http://astronomy.stackexchange.com/questions/4813/what-is-the-ratio-of-cosmic-microwave-background-radiation-to-normal- säteily Hyväksyn tämän vastauksena kysymykseen :-)
#3
+3
Archa
2014-07-03 02:32:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kuten Yashbhatt sanoi, voimme havaita valon: silmillämme (vain näkyvä valo) ja erikoiskoneilla. Voimme myös nähdä jonkinlaisten valojen vaikutukset. Pimeää ainetta ei kuitenkaan toistaiseksi voida havaita.

Valo on myös energiaa, tumma aine on ainetta. Miksi ihosi ruskettaa? Se johtuu ultraviolettivalosta. Miksi olet kuuma joka kesä? Se johtuu infrapunavalosta. Valolla on vaikutus, joten se on energiaa: ihosi ei rusketa, jos ei ole energiaa, joka saa ihosi rusketumaan.

Lopuksi, valo ei ole pimeä aine.

"pimeä aine on asia": Miehellä ei ole minkäänlaista aavistustakaan siitä, mikä Pimeä aine on. Älä anna nimikkeistön johtaa harhaan. Olen pahoillani, mutta sinä olet vain väärässä kaveri.
@horagaston:-asia on melko epämääräinen termi, jolla ei ole täysin johdonmukaista poikkitieteellistä merkitystä. Kosmologian osalta pimeä aine on aine. Abstraktimmassa yleisessä suhteellisuusteollisuudessa voidaan jopa paljastaa, että * myös * on "aine", mutta "aineen" ja "säteilyn" erottaminen on hyödyllisempää kosmologiassa. Sen sijaan ottaisin hieman aiheen väitteeseen, että "valo on energiaa" - se on merkityksetön lausunto, koska energia on tavaroiden, sekä valon että aineen, ominaisuus.
@StanLiou hyvin, minulle sanominen "pimeä aine on aine" on väärä ei * väliä * mikä merkitys annat sille. Koska emme tiedä mikä pimeä aine on. Heti kun määrität sen * jokseksi *, pettät. Mutta onko kaikki kunnossa, en anna sille mitään merkitystä kuin tämä.
#4
+3
Jonathan
2014-07-03 16:53:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Valo voi muodostaa pienen osan pimeästä aineesta, mutta on epätodennäköistä, että se kattaisi suurimman osan / kaiken.

Wikipedian artikkelista pimeästä aineesta: http: // fi .wikipedia.org / wiki / Dark_matter

tunnetun maailmankaikkeuden kokonaismassa-energia sisältää 4,9% tavallista ainetta, 26,8% pimeää ainetta ja 68,3% pimeää energiaa. [2] [3] Täten pimeän aineen arvioidaan muodostavan 84,5% maailmankaikkeuden koko aineesta, kun taas pimeä energia plus pimeä aine muodostavat 95,1% maailmankaikkeuden kokonaispitoisuudesta. [4] [5]

Nyt kun ajattelen sitä enemmän, se tarkoittaisi, että suurin osa maailmankaikkeuden massasta olisi valoa aineen sijaan, jos pimeä aine on vaaleaa. Epäilen, että suurin osa aineesta (esim. Tähdissä) muuttui valoksi jopa koko maailmankaikkeuden ajan. Uskon, että vety menettää vain pienen osan massastaan ​​(energiana / valona), kun se sulautuu heliumiksi. On kuitenkin mahdollista, että kosminen taustasäteily, joka kulkee melkein kaikkien maailmankaikkeuden osien läpi, voisi muodostaa enemmän valoa. Epäilen silti, että se riittäisi pimeän aineen huomioon ottamiseen, mutta haluaisin nähdä, minkä vaikutuksen sillä on. Tämä kertoo minulle, että valo ei todennäköisesti ota huomioon kaikkea pimeää ainetta, mutta että se voisi silti muodostaa osan siitä. Suhtaudun myönteisesti tähän liittyvään lisäpanokseen (esim. Kuinka paljon pimeää ainetta on valoa, jos sellaista on).

#5
+1
EvilSnack
2019-01-15 12:47:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Laymanin selitys täällä, joten ota se huomioon sen arvoista.

Pimeällä aineella on paikallinen painovoima (lokalisoitu galakseihin, kyllä, mutta lokalisoitu kuitenkin); sen olemassaolon oletetaan tämän havaitun vaikutuksen perusteella.

Jos pimeä aine jakautuu tasaisesti kaikkialle maailmankaikkeuteen, sillä ei voisi olla paikallista vaikutusta, vaan sen vaikutus havaitaan sen sijaan maailmankaikkeuden laajeneminen (tai supistuminen); ja joka tapauksessa se ei voisi pysyä tasaisesti jakautuneena, mutta se ryhtyisi kasaantumaan tavallisen, näkyvän aineen kanssa.

Joten pimeän aineen täytyy kasautua niin, että sitä on enemmän galakseissa ja niiden ympäristössä, ja vähemmän sitä intergalaktisessa tilassa.

Valo ei kuitenkaan voinut kasautua tällä tavalla. Vaikka osa galaksissa syntyvästä valosta osuu osaan kyseisen galaksin aineesta ja absorboituu tai osuu galaksin mustaan ​​aukkoon ja jumittuu sinne ajan myötä, taivaankappaleen lähettämä valo pääsee galaktien väliseen avaruuteen, ja ellei maailmankaikkeus ole tarpeeksi tiheä lopulta romahtamaan, tuo valo ei koskaan palaa kotigalaksiinsa.

Lisäksi - kuten muut ovat huomauttaneet - pimeää ainetta postuloidaan, koska näkyvä galaksien aine ei riitä selittämään sen kiertymistä. Koska näkyvällä aineella on kaukana enemmän massaa kuin aineen lähettämän valon (useita suuruusluokkia), mutta se ei riitä ottamaan huomioon galaksien pyörimistä, emittoituneen valon radikaalisti pienemmän massan on varmasti oltava tasainen vähemmän riittävä, joten se ei voi olla selitys pimeälle aineelle.

Joten ei, pimeä aine ei ole vaalea.

#6
-2
Fernando C.
2019-10-22 01:59:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Valolla on varmasti painovoimainen massa. Valo leviää myös avaruuteen käänteisesti etäisyyden neliöön. Tämä tarkoittaa, että sen paino on vahvempi kaikkialla galaksilevyllä, missä valonlähteet ovat. Aivan kuten pimeän aineen oletetaan olevan. Galaksien paikallinen voimakkaampi valo on lisättävä kaikkeen galaksienvälisten lähteiden ja CMB: n valoon, joka on suunnilleen sama kaikkialla maailmankaikkeudessa, ja sen pitäisi vaikuttaa myös galakseihin. Asia on, kuinka paljon valoa koko EM-spektrissä tähtien välisessä avaruudessa painaa. Se on selvästi vähäistä tähtien lähellä olevissa aurinkokunnissa tavalliseen massaan verrattuna, mutta ehkä ei, jos lisäät kaiken valon tähtien väliseen valtavaan tilaan. Lisää valon painovoima "tyhjään" galaksien väliseen tilaan (galaksien pyörimiseen tulisi vaikuttaa myös galaksien välisen valon &-aineen painovoimalla). Mielestäni tähtitieteilijöiden on pitänyt ottaa tämä huomioon, mutta en löydä laskettua määrää missä tahansa (en ole tähtitieteilijä, ehkä se on monissa erikoistuneissa tähtitieteellisissä kirjoissa, en tiedä). Epäilen joka tapauksessa, että kevyt paino on paljon, paljon pienempi kuin mitä tarvitaan pimeän aineen olemiseen, mutta minulla ei ole numeroita. Jos jollakin on niitä ...

Hei Fernando, koska sinulla ei ole numeroita, tämä on enemmän kommentti kuin vastaus. Itse asiassa numerot ovat helposti saatavissa CMB-lämpötilakartoista, ja niiden on helposti osoitettu olevan vähäpätöisiä (noin 10 ^ ^ - 5} dollaria energian kokonaistiheydestä). Epäilen siksi vastauksestasi äänestettiin.
Paras tapa edetä olisi muokata tätä ja lisätä siihen lisätietoja.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...