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暗能量是什么?暗能量做什么?

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的躲避。暗能量与暗物质没有真正的联系,除了分享黑暗这个词,这只意味着科学家们并不真正知道这些是什么。

谁发现了暗能量?

根据哈勃太空望远镜网站介绍,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年发现银河离地球的距离越远,离我们的速度就越快。这就意味着我们的星球并不是宇宙的中心,而是宇宙中的一切都以恒定的速度远离其他一切。

在哈勃获得启示近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迷惑不解,并在2011年获得诺贝尔物理学奖。
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暗能量做什么?

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解释道。但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,李教授说。

另一种观点认为,暗能量是一种额外的基本力,加入了已知的四种力(万有引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力)。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不同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,宇宙微波背景是大爆炸的微弱回声,并计算一些惊人的观测结果和数据:

a)宇宙年龄是137±2亿年

b)哈勃常数是71±4公里/秒/Mpc

c)宇宙呈现以下结构,宇宙总质量(100%)≌重子+轻子(4.4%)+热暗物质(≤2%)+冷暗物质(≈20%)+暗能量(不到70%),而总密度Ω0=1.02±0.02,亦即恰好差不多等同于平直空间所要求的临界密度。(这个公式的意思是,在整个宇宙中我们所看到的星系只占整个宇宙的约4%左右,其余约96%的物质都是我们看不见、不了解的东西。)

d)"暗能量"将呈现一些前所未有的一些全新的性质:物质的状态方程由P=Wρn所表示,(其中P是压力,ρ是密度,W是某一常数,n是某一数值),普通物质W≥0,P≥0,ρ≥0,这就意味着物质所产生的压力表现为正数、正值。

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,产生了不同的值,没有人能够解释这种差异。一些专家认为,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这种解释。
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原文地址:今日头条
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