根据表 28.1，暗物质在哪些类型的物体中占总质量的最大比例？

Question

BlackTom AI · Accepted Answer

星系团中暗物质占总质量的比例最大，因为观测表明星系团的总质量远超过其可见物质（星系与热气体）的质量，且接近宇宙平均的暗物质-重子比。

1. 相关知识点与概念
- 暗物质通过引力影响可观测天体和光线，但不发光；其存在由星系自转曲线、星系团内星系速度色散、X 射线发射的热气体平衡以及重力透镜测量等方法推断。  
- 星系团是由很多星系和大量热宇宙气体结合在一起的最大引力束缚系统，通常保留接近宇宙平均的重子（普通物质）与暗物质比例。

2. 逐步推理过程
- 观测：对星系团进行重力透镜与星系速度测量，可以得到总质量 M_total。独立的 X 射线与微波背景观测估算出可见的重子质量 M_baryon（主要为热气体与星系）。  
- 结果显示 M_baryon 只占总质量的一小部分，其余为暗物质 M_DM。

3. 计算示例与中间步骤
- 宇宙平均重子分率 Ω_b/Ω_m ≈ 0.15（约 15% 为重子），因此暗物质分率约为 1 - 0.15 = 0.85，即约 85%。  
- 星系团的观测值通常接近这一宇宙平均：若 M_total = 1 单位，M_baryon ≈ 0.13–0.15，则 M_DM = 0.85–0.87（占比 85%–87%）。

4. 为什么正确
- 星系团的测量（透镜、速度、X 射线）一致表明暗物质占绝大多数质量，且比单个星系或球状星团的可见物质量占比更高。星系内部可见恒星在中心常占主导，而在星系团尺度上热气体和暗物质主导，总体暗物质占比最大。

5. 其他选项为何不对
- 单个星系：虽然有巨大暗晕，但在可见半径内重子（恒星与气体）有时占比较大，且不同星系变化大；  
- 球状星团与恒星：几乎不含暗物质，主要由可见物质构成；  
- 矮矮星系：某些矮卫星暗物质比例高，但总体质量小且不比星系团普遍且稳定地占比更高。

6. 结论
综上，星系团的观测证据和数值估算都表明暗物质占总质量的比例最大。因此正确答案为“星系团”，与给定答案一致。

根据表 28.1，暗物质在哪些类型的物体中占总质量的最大比例？单项选择题

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