探求宇宙奧秘,了解暗能量與正能量、負能量的相互關係和本質

2020-12-05 荒野說科學

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自現代宇宙科學研究提出宇宙中可能存在暗物質和暗能量的推測後,找尋暗物質和暗能量存在的證據,便成了當今天文學研究的熱點課題。依據對暗物質和暗能量不同特性的認識,科學家提出了自己的看法:有的認為暗物質、暗能量是由未知的粒子組成的。總之,對暗物質和暗能量的認識是觀點迥異,表述各異。

暗物質和暗能量給我們留下了許多未解之謎。在經過數十年的努力後,2003 年美國《科學》雜誌將宇宙中存在暗物質和暗能量,列為當年的十大科技突破的首位,這表明科學界首次公開承認和肯定宇宙中確實存在暗物質和暗能量。

粒子

新的科學證據證實宇宙的絕大部分是由神秘的「暗物質」和「暗能量」組成,這種「暗物質」被一種稱為「暗能量」的未知力所撕裂。研究人員計算出宇宙中只有 4% 的普遍物質,23% 的部分是暗物質(天體物理學家相信暗物質是由目前尚不認識的粒子所構成),另外 73% 的是暗能量。

有的科學家認為,暗物質看不見但它還有引力作用,暗能量則不僅看不見,而且連引力作用也沒有,所以不好以物質命名。目前世界上的天文學家認為,暗能量在宇宙中起斥力作用,但又不能嚴格說其是一種斥力,只能稱其為能量。

能量

能量是物質嗎?從哲學的觀點出發,暗物質和暗能量既然是客觀存在,它就應該是物質,並具有物質的屬性。按照廣義的物質觀和以物質的視覺度劃分,我們可以把宇宙中 4% 的普通物質和 23% 由未知粒子構成的暗物質稱為可視物質。

把宇宙中的 73%的暗能量(非粒子態的物質)稱為不可視覺物質;既然能量是不可視覺物質,那它就有別於可視覺物質(如宏觀天體、微觀粒子等)。不可視覺物質獨特的不可視覺性,要求我們在對它的認知上要有一個全新的物質觀。

宇宙

如果我們仍然沿襲傳統的物質觀去看待暗能量,總以習慣思維認為暗能量也應由什麼基本粒子組成,試圖通過尋找組成暗能量的基本粒子的方法揭示暗能量的本質, 其結果一定會像人們尋找 「引力子」一樣無果而終。

宇宙是物質的宇宙,宇宙由可視覺物質(天體)和不可視覺物質(暗能量)組成。可視覺物質(天體)和不可視覺物質(暗能量),只是宇宙物質的不同存在形式。 可視覺物質 (天體) 和不可視覺物質 (暗能量)相互作用、相互對抗,使宇宙呈現出多姿多彩的天象。

天象

在現實宇宙中,可視覺物質(天體)和不可視覺物質(暗能量)構成宇宙整體。它們相互關聯、相互作用,各自以對方的存在為前提,以對方的存在而存在。他們通過一定的條件和方式相互轉換,使物質的宇宙「永葆青春」的活力。

早在1960年, 由愛因斯坦和費爾德合著的 《物理學的進化》 一書中,就這樣寫道:經典物理學介紹了兩種東西:即質與能。第一種有重量,而第二種是沒有重量的。在經典物理學中我們有兩個永恆定律:一個是對於質的,另一個是對於能的。

愛因斯坦

我們已經問過,現代物理學是否還保持著兩種物質和兩個永恆定律的觀點。答案是否。根據相對論,在質量與能量之間沒有重要的區別。能具有質而質量代表能量。現在只用一個永恆定律,即質量-能量守恆定律,而不用兩個守恆定律了。這種新的觀點在物理學的進一步發展中已證明是很成功的。

長期以來,在我們的觀念中,一直是把能量看著是附在具有一定質量物體上的附屬物,導致質量與能量之間形成一種主從的關係。在理解上,我們往往是用狹義的物質觀來理解,即質量和能量都是物質的重要屬性,這是針對可視覺物質而言的。意思就是說,凡是可視覺物質都具有一定的質量和能量,質量和能量是可視覺物質的屬性。

能量

質量和能量他們都是物質,一種是被人們稱為普通物質的物質——可視覺物質,另一種則是至今仍不太為人熟知的物質——不可視覺物質。這樣,質量和能量的相互轉換不僅成為一種可能,而且它們的相互轉換,同樣要遵循在經典物理學的兩個守恆定律,即質量-能量守恆定律。

宇宙中只有以不可視覺物質為載體整體的暗能量和以可視覺物質為載體的天體個體暗能量,才是真正構成真實的矛盾體。 只有整體的暗能量與天體個體暗能量 的相互作用、相互對抗,才導致宇宙的演化,形成宇宙物質的質能相互轉換、收縮與膨脹和各種天文現象的發生。

參考資料:《宇宙的秘密》《宇宙起源》

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