暗物質與暗能量是什麼?看完秒懂

2020-11-25 驅動之家

我們所熟知的物,原子、恆星、星系、行星、樹、巖石,以及我們,但這些物質佔整個宇宙不到5%。在整個宇宙中,大約25%是暗物質,70%是暗能量。

但是,暗物質與暗能量都無法被觀測到。這聽起來有點奇怪,這表示我們所接觸到的世界只佔了極其微小的部分。

更糟糕的是,我們對暗物質與暗能量究竟是什麼、如何運作毫無頭緒。

我們非常確定它們是存在的,為什麼呢?

暗物質使星系穩定存在。

我們開始分析宇宙的結構時,發現能被觀測的「普通物質」並不足以令宇宙維持穩定存在。來自「普通物質」的重力不足以形成星系這樣的複雜結構,恆星間會更為鬆散,並四處散布,這將導致星系無法形成。

因此,我們確信一定有某種東西在維繫星系的結構。某種東西,它不發射光,也不反射光,所以稱作「暗」。

除了能計算到暗物質的存在以外,我們還能看到它的微小跡象。高濃度暗物質的地方會使經過它的光線扭曲,因此我們確信有東西在那兒,並且會與重力作用。

現在,對於暗物質是什麼有進一步認識,那麼它究竟是什麼?

我們知道暗物質並非一團無光源的普通物質,因為普通物質會放射出我們能觀測到的粒子。暗物質也不是反物質,因為反物質會與普通物質反應,並放出特殊的γ射線。暗物質也不是由黑洞所構成。黑洞是種緊密的物體,且會劇烈影響周圍環境,但是暗物質似乎是零星散布在整個宇宙。

基本上,我們目前對於暗物質只能確定三件事:一、有東西就在那裡。二、它會與重力作用。三、它們有很多很多。

暗物質有可能是由某種複雜又特殊的粒子組成,這種粒子不會與光、普通物質反應,但目前我們真的不了解它到底是什麼。

暗能量又更奇怪與神秘:我們無法檢測它、無法測量它、無法觸碰它,但我們卻能非常清晰地看到它造成的影響。

1929年,美國天文學家愛德溫·哈勃(Edwin P. Hubble)透過研究遙遠星系發出的光的波長,發現光經過宇宙後出現紅移現象。哈勃發現較黯淡、較遙遠的星系會出現較大的紅移,距離近些的星系則出現紅移的幅度則小些。

哈勃肯定地認為會出現紅移現象是因為宇宙正在膨脹,紅移的出現,是因為光的波長隨宇宙膨脹而被拉伸。近幾年的研究報告顯示宇宙的膨脹正在加速。

在此之前,人們認為重力將使宇宙膨脹減緩,甚至坍縮回一個點。空間並沒有因為膨脹而改變它的性質。宇宙膨脹就只是讓空間變得更多!年輕的新空間一直在宇宙所有地方新生。

星系是一種通過引力緊密集群的東西,因此身處星系中的我們不會感受到宇宙膨脹,但我們仍能在任何地方看到膨脹的影響。無論何處,宇宙中隨時都有新的空間在形成。因此,暗能量似乎是某種空無空間裡固有的能量。

暗能量,比任何東西都要強大而且日益增強,空無空間中的能量比起宇宙其他所有東西的總和還要多。

我們對於暗能量可能是什麼有多種猜測。

一種猜測是暗能量並非某種事物,它只是空間的特性。空無空間並非「虛無」,它擁有自己的能量。空無空間可以產生更多空間,而且相當活躍。因此當宇宙在膨脹時,空無空間使更多空間出現並填補缺口,造成宇宙加速膨脹。這個猜測接近愛因斯坦在1917年對宇宙常數概念的想法。

另一種猜測是空無空間充斥著一種暫時且虛無飄渺的粒子,它會不斷從一無所有形成,然後再消失回一無所有。這些粒子的能量可能就是暗能量。

或是另一種猜測:暗能量是種未知的動態能量流體或是力場,它滲入了整個宇宙。但不知何故,它有與普通物質、普通能量相反的效果。如果真是如此,我們並不知道怎麼、在哪探測到它。所以目前還有許多問題待解決。

我們關於暗物質、暗能量的理論仍處於理論階段。一方面而言,這挺令人洩氣的;另一方面,因為這是最前端的科學,因此使人興奮。

不過,這也意味著無論我們多麼認為自己是萬物之王,但其實只是活在宇宙中的脆弱小島並會使用智慧型手機的猿人而已。

因此,去仰望這片星空,追尋宇宙運轉的真理吧!

相關焦點

  • 什麼是暗物質和暗能量?
    什麼是暗能量。這讓我想起一道腦筋急轉彎,叫做「1+1在什麼情況下等於3?」 你們可能都知道,在算錯了的情況下等於3,但是科研工作者並不喜歡這個答案,我們可以給大家另一個答案:1+1,再加上一個看不見的「暗」數字1,那麼也可以等於3。什麼意思呢?就是說,我們星系當中所有的可見物質加到一起,不能提供足夠的引力去維持速度幾乎不變的旋轉曲線。怎麼辦?我們就再加一些看不見的物質,這種看不見的物質我們叫作「暗物質」。
  • 什麼是暗能量,暗物質?
    理論家們仍然不知道正確的解釋是什麼,但是他們給了解決方案一個名字。它被稱為暗能量。什麼是暗能量?更多的是未知的。我們知道有多少暗能量,因為我們知道它如何影響宇宙的膨脹。除此之外,這是一個完全的迷。但這是一個重要的謎。事實證明,大約68%的宇宙是暗能量。暗物質約佔27%。
  • 什麼是暗物質和暗能量
    我們來聊一聊,如果讓我用一句話來解釋,暗物質貢獻引力,努力把物質拉向一起,暗能量則貢獻壓力,努力讓物質相導憶離,努力讓物質相互遠離,因為兩者都無法直接觀測,所以它們都姓「暗」,好啦今天的視頻就到這裡,目前的觀測表明,宇宙中的常規物質只佔總能量的4.9%,暗物質佔26.8%
  • 暗物質與暗能量
    什麼是暗物質呢?暗物質是不發光的,但是它有顯著的引力效應。比如,對於一個星系考慮距其中心遠處的天體的旋轉速度,如果物質存在的區域和光存在的區域是一樣的話,由牛頓引力定律可知,距離中心越遠,速度應該越小。可是天文觀測事實不是這樣的,這就說明當中有看不見的暗物質。目前各種天文觀測和結構形成理論強有力地表明宇宙中有大約三分之一是暗物質。
  • 什麼是暗物質和暗能量
    我們來聊一聊,如果讓我用一句話來解釋,暗物質貢獻引力,努力把物質拉向一起,暗能量則貢獻壓力,努力讓勿質相導憶離,努力讓物質相互遠離,因為兩者都無法直接觀測,所以它們都姓「暗」,好啦今天的視頻就到這裡,目前的觀測表明,宇宙中的常規物質只佔總能量的4.9%,暗物質佔26.8%,剩下的68.3%
  • 什麼是暗物質?什麼是暗能量?
    物理學家仍然不知道怎麼解釋這些東西,但是他們起了個名字,這就是所謂的暗能量。什麼是暗能量?未知的遠比已知的多,我們知道暗能量切實存在,因為我們知道暗能量如何影響宇宙的膨脹。除此之外,它完全是個謎。但這是一個重要的謎。事實證明,大約68%的宇宙是暗能量。暗物質約佔27%。
  • 什麼是暗物質和暗能量?目前探索暗物質有什麼進展了?
    為了顯得更博學,說暗物質都會順帶提一句暗能量。其實吧,把「暗能量」和「暗物質」放一起是很業餘的(呃,我本來就是業餘的),兩者雖然同屬「暗」字輩,本質上卻大相逕庭。古人把解釋不了的現象歸結於上帝,科學家遇到解釋不了的現象,就把這黑鍋甩給「暗某某」,「暗」這個字並不是一種分類,而是「黑鍋」的意思。暗物質和暗能量都是背鍋小能手,先簡略說說「暗能量」背的這口鍋。
  • 什麼是普通物質、反物質、暗物質和暗能量?
    那麼什麼是反物質、普通物質、暗物質和暗能量呢?以及當今的宇宙中為何不存在反物質?它們去哪了?今天就說下這個問題。什麼是普通物質?我為何要把普通物質放在最前面,首先介紹呢?什麼是暗物質?上文中我們插入目前標準模型物質粒子的圖片,在哪上面有正物質粒子有反物質粒子,但是就是沒有暗物質粒子,這說明啥?意思就是,目前暗物質到底是什麼鬼,我們並不清楚。標準模型中的粒子,並不能解釋暗物質粒子的問題。
  • 【科普】暗物質與暗能量
    歡迎廣大宇宙愛好者持續關注我們微信平臺 首先,不要把暗物質與暗能量混為一談。有很多人認為暗能量就是暗物質發出?錯,暗物質與暗能量根本就不是一回事。請不要在名稱上混淆暗物質與暗能量所以,物理學家猜測,是有某種物質在發揮更大的引力作用,來將星系聚攏。由於這種物質不反射光,不發出輻射的電磁波,所以它不可見。物理學家把它稱為:暗物質。暗物質的特性有:具備把恆星恆星系統拉攏的力量。是具備引力的物質。另外,通過觀測光在太空中的扭曲,就可以知道那裡有暗物質。而觀測到的光在太空中的突然扭曲也證明了暗物質的存在。
  • 暗物質和暗能量有什麼不同呢?
    在物理學,我們經常聽說暗物質和暗能量這兩個詞。但是,事實證明,很多人都把暗物質和暗能量混為一談。同時,它們完全是兩碼事。暗物質是一種物質形式,在電磁波譜中是看不見的,並不向外顯現出來。它僅以一種方式表現出來,那就是引力的相互作用。根據科學家的計算,宇宙的質能中包括了相當多的暗物質,大約佔25%。但遺憾的是,至今仍未發現到它。那麼,什麼是暗能量呢?
  • 宇宙中的暗物質和暗能量是什麼
    要知道什麼是暗能量?首先要搞清楚什麼是暗物質.科學家認為暗物質就是不與現觀察到、發現的物質發生相互作用,但是卻可以觀察引力來判斷他們的存在,就是說暗物質其實是與引力相互作用的,這是為什麼?在相對論的框架裡還是離不開物質的質量。不管引力是因為物質之間的相互作用還是時空彎曲,都離不開物質的基礎屬性"質量.根據科學家的預測,暗物質的最大特點就是不與現有觀察到、發現到的物質產生相互作用,眾所周知,我們人類發現或者觀察到的物質都具備質量的特點,難道暗物質沒有質量嗎?沒有質量的物質就是暗物質嗎?根據愛因斯坦的質能方程,暗能量從何而來。
  • 應該怎麼理解暗物質與暗能量?
    暗物質是什麼,如果脫離了我們已知的數理邏輯,任意發揮的說法都有50%的正確率,但也有50%的錯誤率,等於沒說。但暗物質研究了幾十年,有幾點是有進展的,知道了這個看不見摸不著但能夠感知的玩意有幾個特性:1、暗物質有質量,因為它參與了引力相互作用,但單個暗物質粒子的尺度質量還不知道;2、暗物質很穩定,已經存在百億年,在宇宙結構形成的不同階段都有暗物質的參與和作用;3、暗物質基本不參與電磁相互作用,即與光子不發生作用,因此基本不發光,就看不到;暗物質也不參與強相互作用
  • 暗物質和暗能量的結合構成了宇宙,那暗物質的組成結構是什麼?
    構成你以及你所關心的一切事物的普通材料只佔宇宙不到10%的內容;宇宙的其餘部分則是由被稱為暗物質和暗能量的神秘物質構成的,這是我們這個時代最偉大的宇宙奧秘之一。至於它們到底是什麼,誰也說不準。他們最初選擇了茲威基關於看不見的氣體的解釋,但遇到了麻煩。如果看不見的東西是由質子、中子和電子組成的正常物質,那我們關於恆星和星系如何形成的理解就必定是錯誤的:它們永遠不會足夠快地瓦解,以形成最初的恆星和星系。
  • 什麼是暗物質、暗能量,又是否能被掌握?
    暗物質是什麼?暗物質按照我們現在的科學程度的理解,是在我們宇宙星空深處中,可見光觀測不到的一種看不見的物質。它質量極大,我們可觀測到的物質在宇宙總質量中也僅僅只佔了4.9%,而暗物質卻佔了26%。而暗物質則不同,在宇宙的星空深處,可見光在經過暗物質時,因其質量極大有著強大的引力。
  • 暗物質和暗能量
    暗物質和暗能量暗物質和暗能量概念逐漸得到了越來越多的認可,更多的科學家開始接受這兩個概念。量子力學和相對論似乎都沒有涉及這兩個概念。我們已經知道的物理理論也難以理解暗物質或暗能量。因此這被稱為21世紀物理學大廈上空的兩朵烏雲,與20世紀初物理學大廈上空的兩朵烏雲如此類似。相對論預言的引力波得到了直接證實,這進一步地體現了相對論的正確性,但是相對論與量子力學依然是不相容的,卻各自在自己的領域內都是正確的,這是困擾物理學家近百年的問題。 看來,物理學實際上是面臨三大問題,暗物質和暗能量以及量子力學與相對論的融洽。
  • 究竟什麼是暗物質和暗能量,有什麼理論嗎?
    物質,就像我們知道的那樣; 原子、星星、星系、行星、樹、巖石和我們。 我們已知宇宙中的物質僅僅佔不到5%。大概25%是暗物質;70%是暗能量。這些都是不可視的。這聽上去有點奇怪,因為它意味著我們所見的世界, 只是現實的冰山一角。
  • 到底什麼是暗物質和暗能量?看完你就知道了!
    暗物質和暗能量雖然至今都沒有被真正發現過,但宇宙天體的反常運動以及宇宙加速膨脹都預示著暗物質和暗能量的存在,因而尋找暗物質和暗能量也就成為了世界各國乃至全人類科學家共同的目標,一但發現它們,對人類的物理學來說就又是一次重大突破,其地位將不亞於愛因斯坦的相對論,屆時人類離宇宙的本質也就又近了一步。
  • 引力、暗能量、暗物質……
    原因就是還有另外一個掌控者的存在,而這個掌控者相信朋友們也聽說過,它就是現在科學家一直在探索尋找的暗能量。暗能量是驅動宇宙運動的一種能量,暗能量和暗物質並不會吸收、反射或者輻射光,所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。於是研究測試它們的性質變得十分困難。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
  • 論引力場、宇宙、暗能量、暗物質
    暗物質是什麼?暗能量是什麼?大爆炸宇宙之外,宇宙大爆炸之前是什麼?關鍵詞:移動波;宇宙;暗能量;暗物質;速度宇宙加速膨脹的原因1920年代,哈勃發現了宇宙膨脹,宇宙不是靜態的、一成不變的,它浩瀚的空間每分每秒都在擴張,星系之間彼此遠離。宇宙膨脹是20世紀偉大的科學發現之一,直接導致了大爆炸宇宙學的學說。
  • 暗物質和暗能量可能真的存在!是有多神秘?
    暗物質和暗能量神秘莫測,難以捉摸,但它們可能真實存在。