暗能量是什麼?暗能量做什麼?

暗能量是什麼?暗能量做什麼?

暗能量是一種神秘現象,與重力相反,有助於加速宇宙的擴張。雖然暗能量構成了宇宙質量能量的四分之三,但它的潛在性質仍然是物理學家的躲避。暗能量與暗物質沒有真正的聯繫,除了分享黑暗這個詞,這隻意味著科學家們並不真正知道這些是什麼。

誰發現了暗能量?

根據哈勃太空望遠鏡網站介紹,宇宙正在擴張的認識可以追溯到美國天文學家埃德溫·哈勃,他在1929年發現銀河離地球的距離越遠,離我們的速度就越快。這就意味著我們的星球並不是宇宙的中心,而是宇宙中的一切都以恆定的速度遠離其他一切。

在哈勃獲得啟示近60年後,科學家又發現了另一個令人吃驚的發現。研究人員長期以來一直試圖通過觀察遙遠恆星的光來精確測量宇宙距離。在20世紀90年代後期,在檢查了遙遠的超新星之後,兩個獨立的小組發現恆星爆炸的光線比預期的更暗。這表明宇宙不僅在擴張,而且在擴張中也在加速。

這一發現使得物理學家從那時起就開始迷惑不解,並在2011年獲得諾貝爾物理學獎。

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暗能量做什麼?

雖然研究人員並不完全瞭解暗能量,但他們利用他們對這種現象的認識來構建宇宙模型,解釋從大爆炸到現代大規模星系結構的各種事物。其中一些模型預測暗能量將破壞數十億年後存在的一切。

暗能量的主要解釋表明,它是時空結構中固有的一種被壓抑的能量。“這個簡單的模型在實際上非常有效,它是宇宙學模型的直接補充而不必修改萬有引力定律,”英國杜倫大學數學物理學家李寶久解釋道。但這個想法帶來了一個主要問題:物理學家預測真空能量的值應該比宇宙學家在測量中觀察到的高出120個數量級,李教授說。

另一種觀點認為,暗能量是一種額外的基本力,加入了已知的四種力(萬有引力、電磁相互作用力、弱相互作用力、強相互作用力)。但是這個猜想並沒有解釋為什麼人類在我們的日常生活中沒有注意到這種額外的力量。因此,理論家們也建立了創造性的模型,暗示這種神秘的力量在某種程度上是隱藏的。

暗能量的測量值目前是物理學中不同派系之間激烈爭論的主題。一些研究人員利用宇宙微波背景測量暗能量的能量,宇宙微波背景是大爆炸的微弱回聲,並計算一些驚人的觀測結果和數據:

a)宇宙年齡是137±2億年

b)哈勃常數是71±4公里/秒/Mpc

c)宇宙呈現以下結構,宇宙總質量(100%)≌重子+輕子(4.4%)+熱暗物質(≤2%)+冷暗物質(≈20%)+暗能量(不到70%),而總密度Ω0=1.02±0.02,亦即恰好差不多等同於平直空間所要求的臨界密度。(這個公式的意思是,在整個宇宙中我們所看到的星系只佔整個宇宙的約4%左右,其餘約96%的物質都是我們看不見、不瞭解的東西。)

d)"暗能量"將呈現一些前所未有的一些全新的性質:物質的狀態方程由P=Wρn所表示,(其中P是壓力,ρ是密度,W是某一常數,n是某一數值),普通物質W≥0,P≥0,ρ≥0,這就意味著物質所產生的壓力錶現為正數、正值。

但是其他天文學家利用遙遠的宇宙天體的光來測量暗能量的強度,產生了不同的值,沒有人能夠解釋這種差異。一些專家認為,暗能量的力量會隨著時間的推移而變化,儘管這種想法的支持者還沒有說服大多數同行這種解釋。

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