大家好,我是崔哥
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如果仅仅依靠人类已知的物质,世界根本不应该是现在这个样子,一定有别的神秘力量在起作用。
我们原来认识的宇宙形态,是星球之间通过万有引力相互吸引,围绕着对方旋转。但后来,科学家通过计算星球之间的引力,发现星球自身的这点引力,是远远不能维持一个个完整的星系。在过去,我们一般认为宇宙,就是由恒星、行星,星系组成的。但是科学家们经过研究发现,这些物质只占宇宙总物质的0.4%。即便是算上黑洞,以及星际之间气体,也只不过占宇宙总质量的4%左右。那剩下的宇宙成分中,神秘物质约占23%,而神秘能量约占73%,这些神秘物质本身不发光,也不和光产生作用,不参与电磁力,所以到目前为止,我们都没有发现这种物质,它只存在于理论框架中,因此科学家称之为“暗物质和暗能量”。
最早发现证据,并推断出暗物质存在的是,荷兰科学家,扬·奥尔特,他在1932年,根据银河系恒星的运动,提出银河系里面,应该还存在更多的质量。 1933年,瑞士天文学家弗里茨·兹威基,研究后发座星系团时,使用维里定理推断出,星团内部有看不见的物质。 但当是没有把它叫做暗物质,而是被称为丢失了的质量。在这之后,还有很多的天文学家,在观测时,都发现在宇宙中存在不明物质。
2006年,美国天文学家利用钱德拉X射线望远镜对星系团1E 0657-558进行观测,无意间观测到到星系碰撞的过程,星系团碰撞威力非常的大,将暗物质与正常物质分开,因此发现了暗物质存在的直接证据。
科学家通过计算,要保持现在宇宙的运行秩序,“暗物质”的品质必须5倍于我们现在看到的物质。但现在还没有真正的监测到暗物质,只是发现光线在经过某个区域时发生转弯,但是该区域没有我们能看到的物质,也没有黑洞。科学家通过观测发现,我们的宇宙正在加速膨胀。如果匀速膨胀,还可以理解。但加速膨胀,就需要有新的能量的加入。但科学家并不清楚它是什么,所以把它叫做“暗能量”。
科学家通过计算,通过质能方程式计算,要维持当前宇宙的这种膨胀速度,“暗能量”必须是现有物质和暗物质总和的一倍多。
什么是“量子纠缠”?科学实验发现,两个没有任何关系的量子,会在不同位置出现完全相关的相同表现。比如相隔几光年远的两个量子之间,,一个出现变化,另一个几乎也同时出现相同的变化,而且这不是巧合。
“量子纠缠”是经过实验证明过的。科学家已经实现了6-8个量子的纠缠态。中国科学家已实现了13公里级的量子纠缠态的拆分和发送。我们现在所有的物理学理论,都以光速不可超越为基础。但根据测定,量子纠缠的传导速度,至少4倍于光速。为什么会出现这种情况,科学家们也无法理解,于是把这种现象总结为,量子的一种纠缠态。由于暗物质既不释放任何光线,也不反射任何光线,因此,用目前人类已知的仪器,也无法直接探测到它。
根据科学家们的理论,暗物质通常也不会与大多数常规物质结合。但暗物质能够直接穿越人体,房屋,甚至是轻松就能穿过地球,于是科学家开始在地下建设实现室,寻找暗物质粒子存在的证据。为什么要把实验室建在地下。
因为在足够深的地下,除了暗物质。其他物质是无法到达的,探测器的原理,是由锗元素或硅元素组成的小块。如果锗或硅原子的原子核被暗物质粒子击中,它就会反弹并向探测器发送一个信号。2009年12月,美国“低温暗物质搜寻计划”项目组,发表声明称,他们在明尼苏达州地下一个矿井中,捕获到暗物质粒子。如果这一发现最终得到证实,它将成为近百年来物理学领域,最重要的发现之一。
中国四川省锦屏暗物质实验室,位于地下2500米,是目前世界上最深的暗物质试验室。该实验室最核心的装置,就是高纯锗探测器。
传统高纯锗探测器被广泛应于在基础研究、核监测、和放射性管理等领域。但要探测暗物质,对锗的纯度要求更高。它的纯度有多高呢,我们都知道千足金,它的纯度是纯度为99,9%,但是实验室需要的锗,纯度要达千足金纯度的4倍。
地球上另一种探寻暗物质的实验,就是粒子加速器,它的全名叫荷电粒子加速器,它可以将亚原子粒子加速到接近光速,然后让它们相互碰撞。科学家们的目的是希望,通过接近光速的高速碰撞,从而产生奇异粒子,其中就包括暗物质粒子。
2015年12月17日中国发射暗物质粒子探测卫星,名叫悟空号,,用于探测暗物质,它由中科院研制。是目前世界上观测能段最宽、能量分辨率最高的空间探测器。它能接收到,来自宇宙的高能原子核、电子和伽马射线的信号,观测能段是阿尔法磁谱仪的10倍,能量分辨率比国际同类探测器高3倍以上。
因此,中国已经建成地下,地上和空中,三位一体的暗物质监测实验室。在暗物质方面的研究,在世界范围内已经保持领先地位,进入21世纪以来,全世界的科学家们都达成一个共识,就是研究暗物质,是21世纪的重中之重,谁掌握了暗物质,谁就将引领科学的发展,在这里也希望我的祖国,在暗物质方面的研究取得巨大成果,就像探测卫星的名字,悟空一样,用火眼金睛发现暗物质,用超强的本领取得真经,让我们拭目以待
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好了,今天就聊到这里,我是崔哥,我们下期再见。
暗能量是什么?
暗能量它是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量,宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量与万有引力来推动的。之所以暗能量具有如此大的力量,是因为它在宇宙的结构中约占73%,占绝对统治地位。暗能量是宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要证据有两个。一是对遥远的超新星所进行的大量观测表明,宇宙在加速膨胀。按照爱因斯坦引力场方程,加速膨胀的现象推论出宇宙中存在着压强为负的“暗能量”。
21世纪初科学最大的谜是暗物质和暗能量。它们的存在,向全世界年轻的科学家提出了挑战。暗物质存在于已知的物质之外,人们目前知道它的存在,但不知道它是什么,它的构成也和人类已知的物质不同。在宇宙中,暗物质的能量是人类已知物质的能量的5倍以上。 暗能量更是奇怪,以人类已知的核反应为例,反应前后的物质有少量的质量差,这个差异转化成了巨大的能量。暗能量却可以使物质的质量全部消失,完全转化为能量。宇宙中的暗能量是已知物质能量的14倍以上。 围绕暗物质和暗能量,李政道阐述了他最近发表文章探讨的观点。他提出“天外有天”,指出“因为暗能量,我们的宇宙之外可能有很多的宇宙”,“我们的宇宙在加速地膨胀”且“核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连”。 1915年,爱因斯坦根据根据他的相对论得出推论:宇宙的形状取决于宇宙质量的多少。他认为,宇宙是有限封闭的。如果是这样,宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5×10的负30次方克。但是,迄今可观测到的宇宙的密度,却比这个值小100倍。也就是说,宇宙中的大多数物质“失踪”了,科学家将这种“失踪”的物质叫“暗物质”。 一些星体演化到一定阶段,温度降得很低,已经不能再输出任何可以观测的电磁信号,不可能被直接观测到,这样的星体就会表现为暗物质。这类暗物质可以称为重子物质的暗物质。 还有另一类暗物质,它的构成成分是一些带中性的有静止质量的稳定粒子。这类粒子组成的星体或星际物质,不会放出或吸收电磁信号。这类暗物质可以称为非重子物质的暗物质。Abell 2390星系团(右上半图)和MS2137.3-2353星系团(右下半图),距离我们约有20亿光年远。图右半方的影像,是哈勃太空望远镜所的假色照片,而相对应的左半方影像,是由钱卓拉X射线观测站所拍摄的X射线影像。虽然哈勃望远镜的影像中,可以看到数量众多的星系,但在X射线影像里,这些星系的踪影却无处可寻,只见到一团温度有数百万度,而且会辐射出X射线的炽热星系团云气。除了表面上的差异外,这些观测其实还含有更重大的谜团呢。因为右方影像中星系的总质量加上左方云气的质量,它们所产生的重力,并不足以让这团炽热云气乖乖地留在星系团之内。事实上再怎么细算,这些质量只有“必要质量”的百分之十三而已!在右方哈伯望远镜的深场影像里,重力透镜效应影像也指出造成这些幻像所需要的质量,大于哈勃望远镜和钱卓拉观测站所直接看到的。学家认为,星系团内大部分的物质,是连这些灵敏的太空望远镜也看不到的“暗物质”。 1933年,瑞士天文学家兹威基发表了一个惊人结果:在星系团中,看得见的星系只占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。不过,兹威基的结果许多人并不相信。直到1978年才出现第一个令人信服的证据,这就是测量物体围绕星系转动的速度。我们知道,根据人造卫星运行的速度和高度,就可以测出地球的总质量。根据地球绕太阳运行的速度和地球与太阳的距离,就可以测出太阳的总质量。同理,根据物体(星体或气团)围绕星系运行的速度和该物体距星系中心的距离,就可以估算出星系范围内的总质量。这样计算的结果发现,星系的总质量远大于星系中可见星体的质量总和。结论似乎只能是:星系里必有看不见的暗物质。那么,暗物质有多少呢?根据推算,暗物质占宇宙物质总量的20—30%才合适。 天文学的观测表明,宇宙中有大量的暗物质,特别是存在大量的非重子物质的暗物质。据天文学观测估计,宇宙的总质量中,重子物质约占2%,也就是说,宇宙中可观测到的各种星际物质、星体、恒星、星团、星云、类星体、星系等的总和只占宇宙总质量的2%,98%的物质还没有被直接观测到。在宇宙中非重子物质的暗物质当中,冷暗物质约占70%,热暗物质约占30%。 标准模型给出的62种粒子中,能够稳定地独立存在的粒子只有12种,它们是电子、正电子、质子、反质子、光子、3种中微子、3种反中微子和引力子。这12种稳定粒子中,电子、正电子、质子、反质子是带电的,不能是暗物质粒子,光子和引力子的静止质量是零,也不能是暗物质粒子。因此,在标准模型给出的62种粒子中,有可能是暗物质粒子的只有3种中微子和3种反中微子。
它是使宇宙加速膨胀最根本的动力 力量之大无法想象 可以毁灭整个宇宙!
盘点十大科学奥秘:宇宙之外还有宇宙吗
暗能量的概念很早就被提出。20世纪20年代,天文学家哈勃观察河外星系时发现了光谱红移现象(多普勒效应),即所有星系在各个方向上都在远离我们,而且星系越远,远离速度越快,直接证明宇宙空间在不断膨胀。
然而,当时多数科学家认为,由于物质之间存在的引力作用会妨碍空间的膨胀。相反,后来一系列的观测数据却显示这种膨胀速度越来越快,证明宇宙空间一定存在着一种未知的斥力(反引力),它能够克服且超越物质之间的引力。
科学家推断,使宇宙空间加速膨胀的斥力,就来自未知的“暗能量”。
观测证据还表明,暗能量无所不在、均匀分布、具排斥性质,作用于引力空间不断加速的结构。之前没有任何已知的其他物质具有这种可使空间自身相排斥的性质。
在广义相对论中,不仅质量可以产生引力,物质分布所出现的压强也可产生引力。而压强的值可以有正有负,科学家经数学推导得出,当压强值小于 (-1/3)pc^2 (p为物质密度,c为光速)时,引力表现为排斥力。
也就是说,宇宙空间中充满了一种压强为负的暗能量。因为已知普通物质和暗物质的压强都是正的,所以科学家再次推断暗能量必定存在。目前,物理学界普遍的结论是,恒星系所有可见的物质仅占宇宙比重的4.9%,暗物质占26.8%,而暗能量所占比重是一个大得多的68.3%。
专门研究宇宙常数或暗能量课题的哈佛教授亚力山大(Stephen H.S.Alexander )2000年发表了《弦论和宇宙学之间的接口》的论文,2000—2002年获英国粒子物理和天文研究委员会(PPARC)资助,后来他又获国家科学基金事业奖。他说,暗能量本身无法直接观察到,它是已知最令人困惑的物质形式,也是唯一作用范围小到亚原子尺度,大到宇宙星际距离的“东西”。在原子核内部和遥远的恒星运动中都有它的踪迹。
暗能量无论其形式如何,必然对宇宙时空结构产生影响,它作用在引力上以极大的速度产生越来越多的虚空空间——这就是宇宙空间加速膨胀的本质。
也许,只有解决好广义相对论与量子力学大统一后才能真正揭开暗能量的神秘面纱。
什么是暗能量?它是怎样的一种存在?
宇宙之外是否还有宇宙?有理论认为我们的宇宙只是无数个宇宙中的一员,每一个宇宙都是自己的物理定律。欧空局“普朗克”卫星探测的结果似乎暗示一些其它宇宙存在的痕迹,不过目前还没有确凿的证据证明其他宇宙的存在。
爱因斯坦最伟大的成就是他的相对论,同时从数学的角度描述了黑洞概念。我们现在已经发现宇宙中确实存在黑洞这样的天体,银河系中央就存在大质量黑洞。但爱因斯坦的方程也推出了另一种神秘的天体,那就是“白洞”。与黑洞正好相反的是,白洞却以“吐出”物质为主,但至今科学家也没有发现此类天体。
暗能量是宇宙中最神秘的事物之一,科学家认为暗能量与宇宙加速膨胀有关,能够解释遥远的星系、星系团为什么会距离我们越来越远。数学计算表明,暗能量占据了我们宇宙74%的质能,抵消了星系间大质量物质形成的强大引力,使宇宙加速向外膨胀。然而我们还没有确凿的证据来解释暗能量的行为,这仍然是一个宇宙之谜。(罗辑/编译)
科学家目前正在研究其他行星上是否存在生命,同时也在寻找其他宇宙高级文明。有阴谋论指出太阳系内可能隐藏着早期文明的遗址,比如月球上可能存在古老文明的建筑。近几年,科学家已经在月球上发现了水,主要以冰物质状态存在,这个发现为月球是太阳系史前文明的基地提供了论据。虽然许多科学家认为月球上存在文明遗址是荒唐的炒作,但还是有许多人相信月球的神秘地位。
美国宇航局的宇航员是一群训练有素的人,他们几乎是各个行业的专家,相当一部分人是资深飞行员,所以他们看到的不明飞行物事件该如何解释呢?最有名的事件要数1963年戈登库珀在直播他的轨道飞行时,窗口处掠过了一个发光的绿色物体,并且在飞船附近做了一个急转弯的机动。但飞船的雷达却没有任何反应,美国宇航局也不允许戈登库珀谈论与不明飞行物的遭遇。
1976年,美国宇航局火星探测器拍摄到神秘的火星人金字塔,后来我们知道这只是一座酷似人类脸庞的火星山脉。但科学家并不否认火星文明存在的可能性,毕竟这颗红色星球在数十亿年前曾经被液态海水覆盖,而且拥有磁场和宜居环境。美国宇航局已经发射了数艘火星探测器前往火星寻找液态水和生命,科学家希望不久的将来会有答案。
爱因斯坦的质能方程式是最著名的公式之一,我们可以根据质量计算出对应的能量大小。于是科学家使用这个公式对宇宙的质量进行计算,结果发现我们可以见到的物质仅占宇宙质能的4%,除了暗能量之外还有大量看不见的物质。事实上,我们无法看到、触摸到暗物质,即便是光波、射电波也难以察觉其踪迹。
科学家已经发现了数千颗系外行星,太阳也仅仅是一颗普通的恒星。这意味着太阳系之外还存在更多具备演化出生命的天体系统,银河系内的恒星数量就达到千亿颗,行星的数量就更加庞大。科学家相信我们发现拥有液态水的系外行星系来自何处?科学家在寻找地外生命的同时,也试图揭开宇宙中更大的谜团,究竟恒星、行星和星系从何而来?事实上星系在宇宙空间中的分布并不是随机的,我们往往会发现所谓的超级集群,这里拥有更多的星系。目前的理论认为星系来自大爆炸遗留下的气体物质,通过引力作用聚集在一起。
星只是一个时间问题,比如行星格利泽581d就可能拥有液态水,未来我们还将发现宜居的行星。
图中显示的是哈勃望远镜拍摄的鹰状星云,这是一片拥有大量气体与尘埃物质的空间,展示了恒星形成的场景。研究人员对照片进行处理后发现,内部似乎有个大型的人像,有趣的是我们在许多宇宙图像中都可以看到类似的现象,这也是一个无法用科学解释的谜团。
什么是暗能量?
暗能量是一种神秘现象,与重力相反,有助于加速宇宙的扩张。虽然暗能量构成了宇宙质量能量的四分之三,但它的潜在性质仍然是物理学家无法解释的。暗能量与暗物质没有真正的联系。
谁发现了暗能量?
宇宙正在扩张的认识可以追溯到美国天文学家埃德温哈勃,他在1929年发现,根据 哈勃太空望远镜网站的 说法,星系离地球的距离越远,离我们的速度就越快。这并不意味着我们的星球是宇宙的中心,而是宇宙中的一切都以恒定的速度远离其他一切。
在哈勃的启示近60年后,科学家又发现了另一个令人吃惊的发现。研究人员长期以来一直试图通过观察遥远恒星的光来精确测量宇宙距离。在20世纪90年代后期,在检查了遥远的超新星之后,两个独立的小组发现恒星爆炸的光线比预期的更暗。这表明宇宙不仅在扩张,而且在扩张中也在加速。
这一发现使得物理学家从那时起就开始研究,并在2011年获得诺贝尔物理学奖。
暗能量能做什么?
虽然研究人员并不完全了解暗能量,但他们利用他们对这种现象的认识 来构建 宇宙 模型 ,解释从大爆炸到现代大规模星系结构的各种事物。其中一些模型预测暗能量 将破坏 数十亿年后存在的一切。
暗能量的主要解释表明,它是时空结构中固有的一种被压抑的能量。“这个简单的模型在实际上非常有效,它是宇宙学模型的直接补充而不必修改万有引力定律,”英国杜伦大学数学物理学家李宝久 此前曾告诉Live Science 。并且这个想法带来了一个主要问题:物理学家预测真空能量的值应该比宇宙学家在测量中观察到的高出120个数量级。
另一种观点认为暗能量是一种额外的基本力量,加入了已知的四种力量(重力,电磁力以及强弱核力量)。但是这个猜想并没有解释为什么人类在我们的日常生活中没有注意到这种额外的力量。因此,理论家们也建立了创造性的模型,暗示这种神秘的力量在某种程度上是隐藏的。
暗能量的测量值目前是物理学中敌对派系之间激烈争论的主题。一些研究人员利用宇宙微波背景测量暗能量的能量,这是大爆炸的微弱回声,并产生了一个估计值。
但是其他天文学家利用遥远的宇宙天体的光来测量暗能量的强度,产生了不同的估计值,没有人能够解释这种差异。一些专家认为,黑暗能量的力量会随着时间的推移而变化,尽管这种想法的支持者还没有说服大多数同行支持这种解释。
以上就是关于宇宙里的神秘力量:暗物质与暗能量全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!



















