暗物质、暗能量看不见摸不着,科学家为什么能确定它们存在?

暗物质和暗能量构成了我们宇宙的绝大部分,但我们却无法感知它们。然而,我们有办法感知它们的影响,这种影响非常广泛。

我们所知的所有物质,从介子、电子和原子一直到行星、恒星和星系团,只占宇宙万物不到5%。据我们目前对宇宙了解进行推测,整个宇宙中大约25%是暗物质,70%是暗能量,这两个占据最多的部分,我们是看不见的。我们所感知到的只是宇宙中的一小部分,而暗物质、暗能量又远在天边近在眼前.


暗物质、暗能量看不见摸不着,科学家为什么能确定它们存在?

因为我们看不见它们,所以我们也悲催的不知道它们是什么。那么暗物质、暗能量是否有可能不存在呢?或者说既然看不见,又不知道是什么,它俩是怎么来的?科学家为什么会虚构出一种我们看不见,又不知道是什么的物质?

如果在高速公路上你开着一辆布加迪以400km/h狂奔,然后一辆拖拉机突然以极快的速度超越了你,并且这辆拖拉机并没有改装,你会怎么想?超能力!有一种无形的物质施加了一种无形的能量给了拖拉机。


暗物质、暗能量看不见摸不着,科学家为什么能确定它们存在?

宇宙中存在大量天体与星系就如同拖拉机一样,它们的运动状态已经超出了它所具有的引力“引擎”的正常能力,并且当天体物理学家用数学计算出宇宙是如何构成的时候,发现宇宙中没有足够的可见物质来描绘宇宙所具有的基本现象。

在整个宇宙中,单凭引力并不足以形成大规模和复杂的宇宙网络,天体与星系最多是零星地聚集在一起。因此我们所能看见的物质周围必然存在着着某种我们看不见的东西,与引力一起编织着整个宇宙。


暗物质、暗能量看不见摸不着,科学家为什么能确定它们存在?

它们不会发光,也不会反射光,或许它们传递能量并不依赖于光(电磁波、辐射)。我们虽然不能用望远镜看到它,但也能知道暗物质的存在。它对时空有引力作用,当星系的光穿过暗物质会发生弯曲。

暗物质不可能是普通物质,因为我们无法从它身上探测到某种辐射。它甚至不会和普通物质反应。反物质与物质反应时会释放伽马射线,然而暗物质一点反应也没有,它就在那里,它会控制着你,但是它不会跟你有丝毫反应。


暗物质、暗能量看不见摸不着,科学家为什么能确定它们存在?

目前最被接受的可能性是,暗物质是某种我们完全不了解的外来粒子。这些粒子可能是引力相互作用的大质量粒子和弱相互作用的大质量粒子。虽然我们还不知道它到底是什么,也许在将来某一天,它会在粒子加速器中被创造出来。

暗能量更奇怪,和暗物质一样,我们不能探测到它,但我们却能看到它是如何影响宇宙的。

1929年哈勃在观察宇宙深处时发现了光的红移,遥远的星系要黯淡得多,因为大量的红移,而更明显、更近的星系红移要少得多。这让我们认识到,宇宙一直在膨胀,随着所有物体的距离越来越远,光的波长也会被拉长。


暗物质、暗能量看不见摸不着,科学家为什么能确定它们存在?

这种扩张一直在加速,这摒弃了宇宙最终会收缩导致“大紧缩”的理论。目前,主流科学理论认为空间会继续膨胀,宇宙会随着“熵增”之矢,直到物质基本上被拉伸到一切都静止不动,甚至包括原子也静止不动——这就是“宇宙大热寂”理论。不过,这跟我们关系并不大,因为人类大概率等不到那一天。

随着膨胀的继续,宇宙空间体积本质上是在增加的。银河系的引力“拉”着我们,所以膨胀不会给我们带来直接的影响,但我们能通过红移看到其他星系不断得远离我们,同样银河系也会像一座“孤岛”一样,不断的远离宇宙的中心。这种无形的能量推动着宇宙膨胀,我们称之为暗能量。恒星、黑洞、气态巨行星、类星体和其他一切物质加在一起的能量都比不过暗能量给宇宙带来的纯粹能量。


暗物质、暗能量看不见摸不着,科学家为什么能确定它们存在?

至于暗能量是什么,我们也不能确定,它可能是空间的固有性质。随着宇宙的膨胀,更多的空间被创造出来。爱因斯坦1917年提出的“宇宙常数”概念与此相似。他提出它是一种与重力相对抗的力,但除了数学常数,物理理论上并没有产生任何可行的结果,这也被称为“真空能量”,因为在真空的空间里只剩下真空。

另一种可能性是,暗物质是由自发形成的粒子构成的,这些粒子随着新的空间不断地突然出现与消失,从而产生暗能量,形成一个永无止境的循环,从而宇宙膨胀继续下去。


暗物质、暗能量看不见摸不着,科学家为什么能确定它们存在?

暗物质和暗能量是构成宇宙的关键组成部分,目前我们的技术能力还无法理解。对于遥远的宇宙形成与演化我们都能推出个123来,反观暗物质和暗能量,此时时刻,它就在我们身边,随着我们科学认识的不断进步,我们有一天终会掌握它们的全部起源和目的。

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页面更新:2024-03-11

标签:暗物质   能量   常数   银河系   星系   天体   相互作用   拖拉机   引力   粒子   科学家   真空   宇宙   物质   理论   空间

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