看不见的暗能量是什么 (看不见的暗影)

admin 2024-10-19 96 0

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看不见的暗能量是什么?

英国遗传学家霍尔丹曾说:“我隐约感觉,宇宙之奇特不只超越咱们所构想的,更超越咱们所能构想的。

”虽然霍尔丹这番妙语是50多年前说的,但越来越多的宇宙发现无一不允许他的结论。

各种奥妙发现中最让人惊奇的是宇宙中99%的能量物质并非由咱们相熟的恒星或星系构成,而是看不见的物质。

不只是看不见,咱们基本不知道它们究竟由什么构成。

无法见物质有两种,彼此齐全不同。

其中一种是咱们曾经探讨过的存在于星系外部及中心的暗物质。

暗物质让星系的品质比看起来更多,它很或者是某些还没有在物理试验室发现的奇特粒子所构成。

目前最盛行的粒子候选体是渺中子。

有实践预言在大爆炸刚刚完结时,宇宙中充溢了少量的这种无法见粒子。

渺中子的总量到达星系中恒星总品质的30倍,足以解释暗物质的品质。

但是,这一切还只逗留无实践阶段,只要粒子探测器能力证实它们的存在,让暗物质究竟是什么这一疑问盖棺定论。

但是,让霍尔丹预言成真的发现还不只是暗物质,还有与暗物质一模一样的另一种无法见物质——暗能量。

实践状况是,咱们以为构成宇凳灶宙基本单元的星系,只是浮荡在两种无法见物质构成的广袤物质能量陆地中的一小点,而暗物质约占四分之一,暗能量约占四分之三。

早在20世纪80年代,人们就不能再对暗物质放纵不论了,因此在当天,相对而言,暗物质已不是那么生疏的名词。

它与个别物质很相似,在某处汇集得多些,在其余处则册歼少些。

实践上,很或者是暗物质先在某处汇集,而后这些物质密度高的中央就构成了星系和星系团。

虽然哈勃空间望远镜对准的这片区域在整个天区所占据的面积,只相当于把手臂伸直看到手中拿着的铅笔尖那么大,但这里充满着大概7000个星系,这是一片比之前任何一次性星系巡天都看得更深化的区域。

除了十几个前场的属于河汉系的恒星之外,图中每一个天体都是一个星系,这些恒星很容易被识别进去,由于哈勃空间望远镜光学系统副镜的屡次衍射给它们削减了清楚的星芒。

每个星系领有的恒星成员数目从100亿到超越1万亿不等。

从爱德温·哈勃的年代直到1998年,每团体都认定宇宙中一切物质——星系、星云、气体、黑洞和暗物质的引力作用足够弱小,可以减缓宇宙收缩的速度,而且仿佛有很多直接或直接的证据允许这种观念。

特意清楚的是,暗物质发生的引力作用可以防止宏大星系团土崩瓦解。

将这种州粗冲想法便捷外推就不难假设,暗物质与或者存在的其余未知物质正一同发生作用,缓慢地使整个宇宙的收缩减速,虽然宇宙的这种收缩自大爆炸起曾经启动了137亿年。

但很快,迷信家就知道了他们的估量是失误的,宇宙的收缩依然在东倒西歪地启动着。

暗物质和暗能量的区别

暗物质和暗能量是两个不同概念,但它们与宇宙的构成和演变亲密相关。

暗物质是一种未被直接探测到的物质,它没有发光也不与其余物质相互作用,但其品质在宇厅郑宙中具备清楚影响。

迷信家们以为,暗物质的品质是普塌段通物质的五倍以上,它经过引力影响到河汉系和宇宙中的星系间相关,影响着宇宙的演变。

但是,咱们目前对暗物质并没有片面的了解,迷信家们正在经过不时的钻研来更好地探求它的实质。

而暗能量则是宇宙中存在的一种弱小的原能源。

它是物理学上一种虚数场,能够对消由于引力作用而发生的万有引力,造成宇宙收缩减速。

暗能量的存在始于1998年,过后一组迷信家经过对太地面的爆炸的观测,发现它们的速度比估量得更快。

之后对宇宙微波背景辐射的钻研发现,宇宙的收缩速度正在不时减速,暗能量也被猜想构成了宇宙中总能量的七成以上。

暗物质和暗能量虽然都像幽灵一样无法见,但它们都在宇宙中表演了至关关键的角色,推进着宇宙的扩张。

一扮衫颂些迷信家甚至猜想暗物质和暗能量的联合使得宇宙得以坚持稳固,但无论如何,迷信家们仍在奋力探求着这些未知和有待发现的力气和物质,为了更好地了解宇宙的实质和永久。

什么是个别物质、反物质、暗物质和暗能量?

经常关注宇宙学得好友,必需都看到过反物质、暗物质和暗能量,这三个物理学中的词汇,除了这三个还有一个个别物质,它们一同构成了宇宙中以前存在、如今存在的一切物质/能量方式,其中的反物质在目前的宇宙中,据咱们观察并不存在,而暗物质、暗能量、个别物质依然充满着宇宙空间,组成了咱们当今的宇宙。

那么什么是反物质、个别物质、暗物质和暗能量呢?以及当今的宇宙中为何不存在反物质?它们去哪了?当天就说下这个疑问。

什么是个别物质?

我为何要把个别物质放在最前面,首先引见呢?要素就是个别物质最便捷、咱们也最容易了解,由于咱们人类自己自身,包含咱们目前能在地球上、宇宙中看到的一切事物,都有有个别物质组成的。

在微观尺度上看,一些物质的结构/汇合,包含你手上的手机、背地的办公桌、水杯、呼吸的空气、脚下踩的地球、家里的宠物、以及更大尺度上的地球、太阳系、河汉系、星系团都有咱们所说的个别物质。

这些物质,咱们看得见、摸得着所以一点也不奇异和生疏。

从微观的尺度上看,一切的个别物质都有由原子/分子构成的,而在原子之下,就是亚原子粒子,包含:轻子(e-、μ-和τ-以及三个对应的中微子)、重子(中子和信空质子),其中重子不是基本粒子而是复合粒子,在它们之下就是六味夸克和8个胶子。

总的来说,上图规范模型中的粒子,夸克、轻子、玻色子这些基本粒子就构成了咱们所看到的个别物质环球。

当然,你和我也是由这些基本粒子构成的。

这就是咱们个别物质环球,很好了解吧。

接上去说反物质

我把反物质放在物质之后是由于从字面过去说,你应该能够了解反物质其实就是组成咱们个别物质环球的一个反面,所以接上去说反物质,应该也很好了解。

反物质目前在咱们的宇宙中,据咱们的观察是不存在的(前面会说要素),所以咱们发现反物质之前在宇宙中存在过必需不是经过观察得进去的结论,而是先经过实践预言进去的,上实践20年代,狄拉克在它的方程中首先预言了反电子的存在,随后在30年代,安德森在云室中发现了反电子的运转轨迹,验证了狄拉克的预言。

至此咱们就直到了咱们的个别物质环球存在一个反环球版本。

就拿电子来说,在咱们的正物质环球中,电子带有一个负电荷、自转为1/2、品质为0.511Mev/c^2,轻子数为+1,那么电子的反物质版本,正电子其品质和电子一样,但自旋同样为-1/2,且带有正电荷,轻子数为-1,也就是说正电子和电子相比拟,电荷同样、自旋同样、轻子数同样,其余的任何行为都是一样的。

从以上的性质就可以看进去,正电子就是电子的镜像。

由于电荷不同,因此正电子和电子在磁场中出现偏转的轨迹就不同,这就是上世纪30年代安德森发现正电子所经常使用的原理,假设电子往左偏转,那么正电子就会往右偏转。

在咱们发现正电子以后,反质子、反中子、反夸克相继被发现。

这就说明了,在规范模型中的一切粒子都有自己的反版本,当然玻色子,例如光子、胶子它们的反粒子就是自己自身。

那么这些反物质去哪里了?

物质环球反版本的发现,让咱们之前以为的宇宙中重子数和轻子数守恒的想法被击破,由于在反物质被发现之前,咱们以为一个原子核中的质子和中子虽然可以相互经过β+和β-衰变来相互转换,但不论怎样变,原子核中的重子数都是守恒的,也就是说宇宙质子和中子的数量加起来是不会出现变动的。

但是反物质的发现就冲破了这个认知,由于反物质有着和物质同样的重子数,它们相遇以后就会出现湮灭,并且以光子的方式监禁出能量。

也就是说,正物质和反物质相遇就会变为纯能量,这个环节也是可逆的(高能光子相撞可以发生正反物质)。

这样一来宇宙中的重子数和轻子数就不是守恒的了,它们也可以被发明和消灭。

重子数和轻子数的不守恒,其实对咱们了解宇宙来源来说是一件善报,由于这样咱们就能解释宇宙中的物质是怎样来的,假设宇宙中的重子数和轻子数是守恒的,那么一开局宇宙中没有任何的重子和轻子,它们的总数量为0的话,咱们是没有方法解释物质的来源疑问。

你看,在宇宙降生初期,在必定的温度下,能量会自发的产动物质和反物质,并且这滚敬些正反物质会相互湮灭又变为了能量,在这个环节中宇宙中的重子和轻子数是守恒大坦慎的,但是由于咱们目前还不清楚的某种机制,造成了宇宙在必定的能量下,冲破了重子和轻子数是守恒的法令,形成了正物质和反物质数量的不对称,其中正物质粒子比反物质粒子在数量上多了10亿分之一,那么随着宇宙的碰撞冷却,能量也不再足以自发的发生正反粒子对,那么接上去反物质在和正物质烟灭后,多余的正物质就被保管了上去,这些物质就构成了咱们如今看到的宇宙中的一切。

什么是暗物质?

上文中咱们拔出目前规范模型物质粒子的图片,在哪下面有正物质粒子有反物质粒子,但是就是没有暗物质粒子,这说明啥?意思就是,目前暗物质究竟是什么鬼,咱们并不清楚。

规范模型中的粒子,并不能解释暗物质粒子的疑问。

你看,上文中我在形容咱们如今能看到的宇宙时,强调的是个别物质,并没有说成物质。

这是由于,暗物质其实也算一种物质,它们切实际实的存在于咱们当今的宇宙中,而且占了宇宙物质比例的85%左右,也就是说,咱们宇宙中的一切物质,其中就有大局部咱们并不知道是啥,咱们只能看到15%的个别物质。

那么咱们看不到暗物质,为何会知道暗物质存在呢?其实咱们发现暗物质存在,并不是看到了暗物质,而是观测到了没有暗物质存在就不能解释的一些引力意内现象,也可以称为引力缺失,品质缺失。

例如,星系旋转速度意外,星系团中的星系静止速度意外。

这些意内现象就直接指向了在咱们的宇宙中,还存在少量的咱们看不到的物质方式,在默默的提供着引力。

那么为什么咱们发现不了暗物质呢?要素就在于这种物质粒子,它们不介入电磁相互作用,也不介入弱相互作用,只能和引力互动,所以咱们没有方法经过有效的手腕去发现这些粒子究竟是什么!也就是说,暗物质除了给咱们个别物质环球提供引力以外,齐全不会和个别物质出现任何的交互。

这是咱们目前不知道暗物质是啥的基本要素。
看不见的暗影

暗能量是啥?

暗物质和暗能量被称为两暗兄弟,从名字就可以看进去咱们对暗能量也是知之甚少,咱们目前只知道它是宇宙空间中存在的一种固有的能量,并且会在短期间内以正反虚粒子对的方式出现,而后瞬间湮灭,将能量出借给宇宙虚空。

咱们发现暗能量的要素是,随着咱们对宇宙演变的了解,之前以为宇宙的空间会不时在引力的作用下出现减速收缩,至于在未来收缩速度能减到什么水平,这就要看宇宙最后的收缩率和物质密度了。

其结果无外乎有三种或者:

1. 引力在未来获胜,宇宙出现逆转收缩,在大坍缩的终局下终结

2. 引力无法逆转宇宙的收缩,宇宙会不时匀速收缩下去,直到死寂。

3. 引力和宇宙收缩率处于临界值,宇宙不会收缩也不会收缩。

但是咱们在上世纪90年代经过对1a型超新星的观测发现,宇宙实在的收缩状况并不是以上的三种或者,而是咱们的宇宙正在减速收缩,这就说明了在宇宙中还存在着一些咱们未知的能量方式,在为宇宙提供着负压,拉扯着空间减速收缩。

这种未知的能量就是暗能量。

值得留意的是,这种咱们不知道能能量方式,占了宇宙总质能的70%左右,也就是说,在咱们的宇宙中,大局部的能量是一种咱们不知道的能量方式,而咱们的个别物质只占了总质能的5%不到。

以上就是咱们宇宙中的能量方式,个别物质、反物质、暗物质、暗能量。不知道你看后有何感想!

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