每秒有多少暗物质穿过人的身体？

宇宙中尽管稀有不清的行星、恒星、气体、尘埃、星系，以及我们在此中发现的更多物质，但宇宙的组成超乎我们的想象。在最年夜的宇宙标准上，我们在所有处所都同样发现：没有足够的物质来诠释我们不雅察到的引力效应。物质堆积当作一个宇宙网，星系群陪伴着内部快速移动的星系而变得庞大，单个星系以庞大的速度扭转，一向到它们的边缘都连结很年夜。

若是没有五倍于重子物质（由质子、中子和电子组成）的其他物质存在，这一切都是不成能的，这种神秘的物质被称为暗物质。然而，若是暗物质是真实的，那就意味着我们的银河系也有暗物质晕，此中一些暗物质颠末了太阳系、地球甚至是地球上的每小我。

宇宙年青时，一切都比此刻更热、更密集、更平均。在早期，有一些稍微异常密度的地域，那边的物质含量比平均程度要高。引力优先吸引更多的物质到像如许的区域，可是辐射会把物质推归去。

若是我们所拥有的只是正常物质和它的构成粒子来陪伴这种辐射，那么今天存在的星系和星系团将会与我们所不雅察到的完全分歧。可是若是暗物质与正常物质的比例是5:1，那么理论上，我们可以复制宇宙布局网来匹配我们的不雅测成果。

暗物质存在的一个后果是，它暗示了宇宙中形当作的每一个年夜型布局，好比一个星系，城市有一个庞大的、弥散的暗物质晕环绕着它。在每个星系的内层，正常（基于原子）物质会堆积在那边，因为正常物质会与自身和辐射碰撞及彼此感化。可是暗物质仅仅只是穿过了一切：它自己、通俗物质、光子等等。

只有在引力彼此感化下，暗物质粒子才没有法子掉去它们起头时的庞大动量。在宇宙的130多亿年的汗青中，每一个暗物质粒子到此刻为止可能只穿过银河系中间十几回。

在最年夜标准上，暗物质本家儿宰着宇宙。可是我们此刻离银河系中间只有2.6万光年，正常物质局部比暗物质更丰硕。人类的密度与水的密度半斤八两：每立方米1000千克（kg/m^3）。那暗物质的密度呢？

即使是基于我们能编造的最真实的模拟，我们所处地域的暗物质的局部密度要小良多倍：年夜约10^-21 kg/m^3。若是把地球上所有人类体内的暗物质都加起来，它也不会跨越一纳克（10亿分之一克）。

若是把从太阳到海王星轨道中的所有太阳系暗物质加起来，总计只有年夜约10^17 kg，是一个略年夜的小行星的质量。然而，因为它没有正常物质所进行的碰撞彼此感化，它不会随太阳系移动。它不会绕太阳转；不会在银河系中间随太阳或其他恒星移动；不会待在一个平面；不会绕银河系的圆回旋转。换句话说，这种物质在引力的影响下，以相对地球很是快的速度移动。

若是想知道在给心猿意马的时候内，有几多暗物质穿过人体，只要把四个数字相乘即可，别离是暗物质的密度，暗物质可以击中的一小我的概况积，暗物质的速度，要领会的时候段。

凡是一小我的概况积是1.7平方米。因为暗物质以随机的角度呈现，颠末计较估量，暗物质接触到的年夜约是0.6平方米。

我们的太阳系以200 km/s的速度环绕着银河系中间运行，可是插手暗物质后活动速度应该相对较快：接近350 km/s。总之，这意味着暗物质相对于地球上的人类来说，移动速度年夜约是400 km/s。并且我们可以计较任何想领会的时候段，每一秒，一年，或通俗人的平生（100年）。

固然在任何时刻，人体内只有10^-22kg的暗物质，但更年夜的数目持续不竭地颠末人体。每秒，每小我会履历2.5 ×10^-16kg的暗物质穿过身体；每年，年夜约10^-8kg的暗物质穿过人体；在人的平生中，总共有年夜约1毫克的暗物质穿过身体。

事实上，这些数字不仅让我们领会到一些关于我们身体和身体内的工具，还教会我们若何胡想着寻找暗物质。无论暗物质是由极低质量仍是极高质量的粒子构成的，我们都知道暗物质穿过一小我和任何一个给心猿意马体积的探测器的质量。若是我们假心猿意马知道暗物质的质量，那我们可以计较出穿过任何物体的暗物质粒子数。

几十年来，物理学家一向在建造更年夜、更活络的暗物质探测器，试图探测暗物质和正常物质之间可能存在的细小的彼此感化。当今最进步前辈的探测器利用的是具有极年夜质量核子的原子，来寻找反冲或其他彼此感化的迹象。到今朝为止，所有的直接检测手艺都毫无当作果。

据我们所知，暗物质存在于各个偏向上。它可能是我们肉眼看不见的，但我们能感触感染到它的引力。它穿过了宇宙中所有的物质，包罗人类，就像它底子就不存在一样。它除了影响弯曲时空外，不会发生任何碰撞或彼此感化，它不会当作堆、堆积或形当作像暗原子、暗分子如许的布局。

然而，若是暗物质哪怕有与正常物质或辐射发生碰撞的最细小迹象，我们就能探测到它。在人的平生中，年夜约一毫克的暗物质会穿过身体。若是有一个暗物质粒子与人体内一个质子或电子彼此感化，我们就有机遇探测到它。