冷暗物质和热暗物质的区别是什么

　　随着暗物质名词的出现，随即发现的冷暗物质和热暗物质。那么冷暗物质和热暗物质的区别是什么呢?

　　区别

　　1，冷暗物质(或CDM)是大爆炸理论在改善的过程中加入的新材料，这种物质在宇宙中不能用电磁辐射来观测，因此是暗的;同时这种微粒的移动是缓慢的，因此是冷的。在2006年，多数的宇宙学家热衷于描述冷暗物质如何在早期宇宙仍是平滑的初始状态下(如宇宙微波背景辐射所示)，如何形成如同我们今日所见的星系和星系团的结构-宇宙的大尺度结构。在冷暗物质的理论中，结构依层级增长，在连续和逐级增长的过程中，少量的物质先塌缩和合并在一起，逐渐形成越来越巨大的结构。在流行在80年代的热暗物质的事例中，结构不依层级增长(由下而上)，而是以断裂的方式发展(由上而下)，最巨大的超星系团先形成像船舱甲板似的，像薄煎饼的层状结构，然后断裂形成，像星系——我们的银河系——这样的小碎片。热暗物质预测的与观察到的大尺度结构大相迳庭，而冷暗物质的事例却总能与观测的现象契合。

　　2，热暗物质(Hot dark matter)是暗物质的一种形式， 包括以ultrarelativistic速度移动的微粒子，暗物质的最佳候选者是神秘的中微子(neutrino)。理论热暗物质候选者中的， 微中子的质量非常低，并且与四种基本力中的二者-电磁力和强力不起作用。中微子虽然会和弱力和重力作用，但因为这两种力量都很微弱，因此彼此间的互动很难被察觉。一些计划，像是在日本岐阜县的超级神冈微中子观测所，就是在研究这些微中子。

　　暗物质发现的证据

　　1932年，美国加州工学院的瑞士天文学家弗里兹·扎维奇最早提出证据并推断暗物质的存在。弗里兹·扎维奇观测螺旋星系旋转速度时，发现星系外侧的旋转速度较牛顿重力预期的快，故推测必有数量庞大的质能拉住星系外侧组成，以使其不致因过大的离心力而脱离星系。

　　弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。

　　暗物质(dark matter)刚被提出来时仅仅是理论的产物，之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知，但是到了80年代，占宇宙能量密度大约20%的暗物质已被广为接受了[2] 。

　　在引入宇宙膨胀理论之后，许多宇宙学家相信我们的宇宙是一个平行的空间，而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的(这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的)。与此同时，宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙，其中能量密度都以物质的形式出现，包括4%的普通物质和96%的暗物质与暗能量。但事实上，观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差，但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值，而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。

　　不过，我们忽略了极为重要的一点，那就是暗物质促成了宇宙结构的形成，如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星，更谈不上今天的人类了。宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性，但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团以及星系长城。而在大尺度上能够促使物质运动的力就只有引力了。但是均匀分布的物质不会产生引力，因此今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落，而这些涨落会在宇宙微波背景(CMB)中留下痕迹。然而普通物质不可能通过其自身的涨落形成实质上的结构而又不在宇宙微波背景辐射中留下痕迹，因为那时普通物质还没有从辐射中脱耦出来。

　　另一方面，不与辐射耦合的暗物质，其微小的涨落在普通物质脱耦之前就放大了许多倍。在普通物质脱耦之后，已经成团的暗物质就开始吸引普通物质，进而形成了我们观测到的结构。这需要一个初始的涨落，但是它的振幅非常非常的小。这里需要的物质就是冷暗物质，由于它是无热运动的非相对论性粒子因此得名。

　　在开始阐述这一模型的有效性之前，必须先交待一下其中一件重要的事情。对于先前提到的小扰动(涨落)，为了预言其在不同波长上的引力效应，小扰动谱必须具有特殊的形态。为此，最初的密度涨落应该是标度无关的。也就是说，如果我们把能量分布分解成一系列不同波长的正弦波之和，那么所有正弦波的振幅都应该是相同的。“大爆炸”初期暴涨理论的成功之处就在于它提供了很好的动力学出发机制来形成这样一个标度无关的小扰动谱(其谱指数n=1)。WMAP的观测结果证实了这一预言。

　　但是如果我们不了解暗物质的性质，就不能说我们已经了解了宇宙。我们还不清楚暗物质的特性，甚至还没有一种理论说有某个备选粒子可能是暗物质的基础离子。