什麼是反物質，暗物質和暗能量，為什麼這三種東西如此神秘？
反物質類似於物質，不同之處在於它具有相反的電荷，因此反質子是帶負電荷的質子，與我們自己原子中帶正電荷的質子相反。反電子，有時也稱為正電子，是帶正電的電子，與我們自己原子中的負電子相反。
物質和反物質可能會相遇並相互破壞，釋放出大量能量。這是真理的物理核心，是科幻反物質驅動器的基礎。我們可以製造反物質，也可以觀察到以高能粒子碰撞的形式自然產生的反物質。反物質被證明是宇宙本質的一部分。這是一個有趣的問題-為什麼宇宙比反物質具有更多的物質，這可以追溯到極早的宇宙中。
反物質是我們可以觀察到的東西；它出現在我們的檢測器中，遇到物質時具有明確的行為和後果，所以這就是為什麼我將其稱為三件事中最不神秘的原因。
暗物質是我們必須推斷的事物的標籤，因為我們無法直接檢測到它。如果您有兩個物體彼此繞軌道運行，則可以從它們繞軌道運行的速度推斷它們的質量，這是牛頓引力的直接結果。如果您繞更重的軌道飛行，則您的移動速度會更快。
如果您查看星系彼此之間的軌道運行，則可以玩與行星圍繞恆星軌道運行相同的遊戲，並通過它們彼此繞行的速度來推斷星系有多大。因此，一直到1930年代，[天文學家] 弗裡茨·茲維克（Fritz Zwicky）都 已經意識到，如果您觀察星系團並測量星系運動的速度，然後將其與星系本身的質量相比較。 ，這是有問題的。星系的移動速度太快，這意味著有很多遺漏的物質。事實證明，其中一些物質是星系之間的規則原子，即星系周圍1000萬度的高溫氣體。
但這只能解決部分問題。到今天為止，仍有六分之一的誤差尚未放置在任何可檢測的粒子或類型的物質上，但是該物質顯然存在於其中。那裡有很多。自1930年代那段日子以來，發現了許多不同的證據來表明宇宙中存在著額外的質量，而且確實很多，這是所有原子，我們可以觀察到的所有常規物質的5倍，但是無法輕易檢測到。到目前為止，只有重力對可見物質的作用才能檢測到它。
每個星系對於其中的物質旋轉得太快，這意味著單個星系內部及其周圍存在暗物質。如果您查看來自遠處物體的光，則它會由於介入星系或星系團而在重力作用下彎曲，並且該彎曲對於可見質量來說太強了，因此必須存在額外的質量，從而導致光比實際彎曲的強度更大。看到等等。
人們現在正在做出越來越多的英勇努力，直接檢測出可能是暗物質的粒子，關於暗物質可能是什麼的理論很多。迄今為止，這些搜索都沒有成功，但是正在構建和部署更大的工具，也許這些工具會找到答案。一些天文學家認為它實際上不是粒子，而是引力作用方式的微小變化導致了這種現象。但是到目前為止，很難建立一個與廣義相對論和所有支持它的觀測結果都一致的數學上自洽的模型。
因此，這是一個謎，但是在這一點上，暗物質是一個非常有特色的謎，在某種意義上，我們知道存在額外的質量或某些東西，例如額外的質量，我們可以準確地驚人地測量其分布。我們甚至可以證明，在沒有暗物質存在的情況下，最大規模的宇宙不會擁有它所擁有的星系分布。我們可以在有或沒有暗物質的情況下進行模擬，而如果不考慮暗物質，宇宙看起來將是完全錯誤的。
最後也是絕對重要的是，暗能量：這是我們時代的驚喜。自從大爆炸以來，宇宙一直在擴展。宇宙中的物質正在對宇宙中的其他所有物體施加重力。如果宇宙中只有物質，宇宙的膨脹就會放慢。重力會拉動它。實際上，它甚至可能轉過身來並開始收縮。在發現大爆炸之後的幾十年裡，這一直是理論上的期望–隨著時間的流逝，宇宙將放慢速度。
在1990年代，測量足夠遠的星系成為可能，從而能夠直接測量宇宙減速的速度，這是使用各種聰明的技術完成的，這些技術包括測量遙遠超新星的亮度並將其與附近超新星的亮度進行比較。當第一批人坐下來嘗試這樣做時，他們發現了一個非常令人驚訝的結果。在其中一個小組中，他們收集了許多超新星的測量數據，其中一個是研究生[ Adam Riess]坐下來將它們全部放到一張圖上，看一看宇宙減速的速度。好吧，瞧，他不僅沒有發現宇宙減速的速度，而且他的結果有一個符號錯誤：他發現負加速不是負加速，而是負加速。他發現宇宙並沒有減速。它正在加速。
我很高興地說他最終因發現該符號錯誤而獲得了諾貝爾獎，因為事實證明，當該組中的每個人以及競爭組中的其他人檢查結果時，每個人都遇到相同的符號錯誤。他們發現宇宙並沒有像每個人所期望的那樣放慢速度。相反，它正在加速，隨著宇宙的發展越來越快。好像某物正在施加額外的壓力來抵抗重力。由於可以證明壓力基本上等於能量，並且由於迄今為止只能通過其對宇宙大規模行為的作用才能觀察到，因此它被稱為「暗」能量（尚無法觀察到），能量的作用類似於壓力。
這就是黑暗的能量。顯然，從某種意義上講，它的作用現在可以很好地測量到10％的水平，並且如果不將其包括在模擬中，則會得出錯誤的星系分布。但是，確切地說，暗能量比暗物質還不清楚。有人認為，實際上，這是愛因斯坦最初引入的宇宙常數以使其達到穩態宇宙，但在發現了大爆炸之後，他將其從方程式中刪除，稱這是他最大的錯誤。好吧，他可能應該正確地引入該術語，但只是弄錯了該術語的標誌和價值。到目前為止，還沒有觀察到與該想法相牴觸的信息，但是也沒有將其約束到非常高的精度。在未來10到20年內投入使用的望遠鏡應該為我們提供更詳細的視圖，並說明這實際上是否是正在發生的事情–這將使物理學家有很多思考的地方，或者表明與這個想法，也將有助於使我們更好地理解。