暗物质与暗能量有什么区别 (暗物质与暗能量的发现)

admin 2024-12-04 39 0

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暗物质与暗能量有什么区别?

神秘、不可见且未知的物质和能量形式主导了宇宙。

宇宙的大部分是不可见的。

虽然看不见、摸不着,大多数天文学家认为宇宙主要是由暗物质和暗能量组成的。

我们周围这些神秘而不可见物质到底是什么?暗能量和暗物质又有什么区别?简而言之,暗物质能减缓宇宙膨胀,而暗能量则能加速宇宙膨胀。

暗物质与暗能量有什么区别 (暗物质与暗能量的发现)

暗物质能施加吸引力,把宇宙中的物质束缚到一起,但它不会反射、吸收或发射光线。

暗能量则起排斥作用,驱动着宇宙膨胀不断加速。

暗能量的作用大于暗物质的,占宇宙总质能的68%,暗物质占27%,剩下的5%则是我们日常接触的普通物质。

照片中看不到暗物质,但可以通过引力透镜来探测并确定它们的分布。

图中的蓝色部分标记出了星系团艾贝尔1689内的暗物质,该星系团距离地球22亿光年。

暗物质

20世纪30年代,瑞士裔美国天文学家弗里茨·兹维基(Fritz Zwicky)研究了后发星系团内的约1 000个星系的图像,发现它们的行为有些奇怪。

这些星系运动速度过快,会导致整个星系团瓦解。

因此,他推测是某种“暗物质”将它们维系在了一起。

数十年后,天文学家维拉·鲁宾(Vera Rubin)和肯特·福特(Kent Ford)在研究单个星系的旋转曲线时,也发现了类似的现象。

类似于太阳系中行星的运动,位于星系外缘处恒星的运动速度应该慢于中心附近的恒星。

但恰恰相反,结果发现星系外围恒星的运行速度与中心附近恒星相当,甚至更快。

他们的发现表明,有看不见的物质把我们的宇宙维系在了一起,被称为暗物质。

现在有许多其他支持存在暗物质的证据。

事实上,目前暗物质的存在已被广泛接受,是宇宙学标准模型的重要组成部分,该模型是认识宇宙诞生和演化的基础。

没有宇宙学标准模型,就无法解释我们的存在。

肩负如此重要的作用迫使宇宙学家必须要寻找到能证明暗物质存在的确凿证,进而支撑起宇宙学标准模型。

然而,几十年来,世界各地的物理学家一直在使用越来越先进的探测装置来搜寻暗物质,但是到目前为止依然一无所获。

暗能量

早在约一个世纪前,天文学家就已经知道宇宙正在膨胀。

观测表明,大多数星系都在相互远离,这意味着在遥远的过去星系之间的距离应该更近。

这也是宇宙大爆炸的一个证据。

然而,天文学家认为,宇宙中所有恒星和星系所施加的引力应该会减缓宇宙的膨胀。

也许有一天,它甚至会重新坍缩。

不过,这个想法在20世纪90年代末被否定了,当时两组天文学家团队发现了一些无法解释的现象。

他们在研究遥远星系中的超新星时发现,距离远的星系比距离近的星系会以更快的速度远离我们。

这说明宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀。

这一观测显然与天文学家的预期不符。

但是随后的观测不仅没有推翻它,反而让暗能量存在的证据变得越发坚实。

这并不意味着,天文学家已确切知道暗能量到底是什么。

与之相反,目前只能借助爱因斯坦的广义相对论来描述它在宇宙中的作用。

爱因斯坦并不知道暗能量,但他的方程表明空间可以膨胀。

他还在广义相对论中引入了宇宙学常数,以此来抵御宇宙向内坍缩。

这使得空间本身具有了能量,但目前仍没有在地球上测量到这种作用力。

一些理论物理学家认为,存在着一个由未知粒子和作用力组成的暗域有待发现。

无论暗能量和暗物质是什么,它们似乎都在和我们的宇宙玩拔河游戏——把它拉到一起,又把它分开。

暗能作用

暗能量对我们的宇宙理解产生了深远影响。

在广义相对论中,物质的密度决定了宇宙的几何和演化。

然而,当暗能量加入后,这个规则发生了变化。

总能量密度,即物质与暗能量的结合,主导了宇宙的几何特性,并标志着从物质主导时期过渡到了暗能量主导。

在大爆炸后的数十亿年里,暗物质曾占据主导,但现在,宇宙的未来则由暗能量的特性所决定,它推动着宇宙加速膨胀,除非暗能量自身发生变化,否则膨胀将继续。

然而,暗物质在宇宙结构形成中的角色至关重要。

没有暗物质,星系、恒星和行星的形成将无法想象,人类的存在也将无从谈起。

尽管宇宙在大尺度上看似均匀,但在小尺度上,星系、星系团、空洞和星系长城等结构显现。

引力是驱动这些结构形成的主要力,但均匀分布的物质无法产生引力。

宇宙结构的起源在于极早期物质微小的密度波动,这些波动在宇宙微波背景辐射(CMB)中留下了痕迹。

而冷暗物质,因其不与辐射耦合且无热运动,其波动在普通物质脱耦之前急剧放大,从而引导了普通物质的聚集和结构形成。

扩展资料

在宇宙学中,暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。

人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。

暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。

现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明:我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4%,暗物质占了宇宙的23%,还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。

什么是暗能量

暗能量 什么叫暗能量?它是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量,宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量来推动的。

之所以暗能量具有如此大的力量,是因为它在宇宙的结构中约占73%,占绝对统治地位。

宇宙的运动都是旋涡型的,所以暗能量总是以一种旋涡运动的形式出现。

所以,在暗能量的旋转范围内能形成一种旋涡场,我们称之为暗能量旋涡场,简称为旋涡场。

我们用En来表示太阳系的暗能量,用Ep来表示物质绕太阳系中心运动的总动能。

当En=Ep时,太阳系旋涡场处于平衡状态,它既不会膨胀也不会收缩。

但当En衰退时,太阳系旋涡场就会收缩,太阳系中所有的行星就会向太阳靠近。

我是自己回答的 不是像上面的人在网上 弄的

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