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宇宙探秘(九)暗能量与反物质

首先大家都知道什麼是物質。比如:原子、恆星、星系、行星、樹木、岩石、塵埃等,這些都是物質。但這些物質只佔已知宇宙的5%左右,暗物質佔了25%,暗能量佔了70%。暗能量和暗物質都是無法被觀測。那這就奇怪了,也就是說我們所能接觸到的物質只不過是真實世界的冰山一角。而且,人類對暗物質和暗能量及其性質知之甚少。所以,究竟什麼是暗物質和暗能量,它們又是如何具體對宇宙發揮作用的呢?

 

地球

那我們先來說說人類對暗物質究竟了解多少。首先,暗物質使星系得以存在。當科學家在計算為什麼宇宙的結構是如此的時候,可以很快得出一個結論:宇宙中的普通物質數量不夠!因為物質的引力不足以形成星系和其複雜的天體結構。行星會散落在宇宙各處,而不會聚成星系。所以,我們可以得知還有些物質存在於宇宙之中。它既不發光,也不反射,它是暗的存在。我們除了能證明暗物質的存在以外,某種意義上,我們還能觀測到它。在暗物質大量聚集的地方,光線經過時會產生偏折。因此,我們知道有東西干擾了重力。現在,我們對暗能量的認識更多在於,我們可以確定什麼不是暗物質,但暗物質究竟是什麼還一無所知。

 

宇宙空間

首先、暗物質肯定不是不會發光的普通物質。否則我們就能檢測到它發出的粒子。其次、暗物質肯定不是反物質。因為反物質與普通物質反應時會釋放出獨特的嘎瑪射線。第三、暗物質肯定也不是黑洞的組成部分。因為,黑洞周圍緊密的物質會影響周圍的環境。然而暗物質則是零散分佈的。所以,簡單的對暗物質總結一下我們可以確定了這三點。1.暗物質是存在的。2.暗物質會和重力相互影響。3.暗物質數量龐大。

 

暗物質在宇宙空間的密度

暗物質可能是由一種複雜奇異的粒子組成。並不像我們通常所想的會受發光物體影響的神奇粒子。但現在我們還不能妄下結論。

相比暗物質,暗能量更加神秘!我們沒法檢測它,沒法測量它,也沒法嘗它的味道。但是我們清楚的看到它的影響。在1929年,愛德溫.哈勃通過對遙遠的星系發出的光譜紅移的數據檢測分析。他發現越遠的星系光譜紅移的越厲害。而距離近的星系則不明顯。哈勃推測:這是因為宇宙自身正在膨脹。紅移的發生是因為光的波長隨著宇宙的膨脹而被拉伸。直到1990年代,兩組天文學家研究發現:宇宙不僅在膨脹,而且是加速膨脹。在此之前,人們一直認為受引力的影響,宇宙膨脹的速度會減慢、或者甚至會出現倒退並最後在內部自然坍塌。然而空間在膨脹過程中並不會改變空間本身的性質。而是增加空間的數量。每處空間都在不斷產生新的空間。引力又使物質緊密連接從而形成星系。所以,我們不會在日常生活中感受到空間膨脹。但是暗能量確實存在在我們周圍。只要宇宙里還有未被填滿的空間、它就會每分每秒地生成。

所以、暗能量就像空間本身的固有能量。比我們所知道的一切能量都強大。並且隨著時間推移越發強大。空白空間中的暗能量超過所有宇宙中其他物質能量的總和!我們對暗能量究竟是什麼,有2個猜想。1.暗能量並不是物質,而是空間本身的性質。反空間並不是虛無,它擁有自己的能量。十分活躍並可以生成更多空間。所以,當宇宙膨脹的時候,會產生越來越多的空間來填滿膨脹時候的空隙。從而導致了宇宙更快的膨脹。這個猜想與愛因斯坦在1917年提出的宇宙學常數理論相差無幾。它是一個與重力相反的力。唯一的問題是,當我們嘗試計算這個能量的大小的時候,結果錯的離譜而且極其詭異!因為由它推倒出了多重宇宙理論。

 

多重宇宙

2. 另外一個關於暗能量的猜想是:空白的空間里充斥著瞬間存在的虛擬粒子。它們不停地從虛無中生成(也就是無中生有),然後又在虛無中消失。這些粒子釋放的能量可能就是暗能量。或者暗能量也可能是一種不為人知的動能、充斥在整個宇宙之中。但是不知道為何又與普通物質相反的作用。但是即使它存在,我們也不知道它的性質,不知道它在哪兒,更不知道如何檢測它。

所以,這裡還有很多未解之謎。我們對於暗物質和暗能量的理論也僅僅是如此。一方面,這的確讓人覺得很有挫敗感。另一方面,這恰恰說明了它是科學的最前沿,所以很令人興奮!即使我們自詡為萬物之靈,其實我們只不過是在宇宙中某個犄角旮旯里的,一群會用智能手機的猩猩而已!時而仰望星空思索宇宙的奧秘,我們還有很多東西需要探索!

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