暗物質與暗能量,宇宙的95%由它們構成,宇宙命運也將由它們決定
傳統物理學認為宇宙空間中充斥著物質和能量,其實文學家們通過引力透鏡、宇宙中大尺度結構形成、天文觀測和膨脹宇宙論研究表明:宇宙的密度可能由約68.3%的暗能量,4.9%的重子物質(可見物質),26.8%暗物質組成,也就是說在我們的宇宙中只有物質和能量,還有暗物質和暗能量。暗物質和暗能量相加,將占到宇宙總量的95%,然而至今我們仍看不到它們到底什么樣子,不過這兩種事物的演變,將直接關乎宇宙的未來命運。
那么什么是暗物質呢?一般認為它是一種比電子和光子還要小的物質,不帶電荷,不與電子發生干擾,但能夠被電磁波和引力場穿越和利用。早期愛因斯坦相對論中曾經認為宇宙是有限封閉的,但是這樣的話宇宙中物質的平均密度必須達到每立方厘米5×10的負30次方克,然而迄今可觀測到的宇宙的密度卻比這個值小了100倍,那么這些物質都哪里去了呢?實際上直到今天,科學家們也沒有找它,就好像它們藏在看不見的暗處,科學家們就稱他們為暗物質,這也是暗物質叫法的來源。
暗物質也是一種物質,只是由于它比較“懶惰”,通常不會和其他物質粒子發生作用,因此很不容易被我們看到,而且暗物質的密度非常小,但是含量卻非常巨大,因此它的總質量也很大,約占整個宇宙總質量的26%左右,比我們能看見的物質的總量多了五倍多。
雖然暗物質無法直接觀測得到,但它能干擾星體發出的光波或引力,也在星系的運行中起著不可替代的作用其存在能被明顯地感受到。
宇宙中的暗能量又和暗物質迥然不同,它是驅動宇宙運動的一種能量,已經被廣泛認同的宇宙大爆炸學說認為我們的宇宙正在膨脹,而膨脹的原因就是由于暗能量的存在,其膨脹速率不是恒定或減慢,而是在加速,它的洶涌澎湃可以說超過了宇宙中的所有事物,以至于占到了宇宙密度的70%,這也體現了宇宙中暗能量勢力的強大。
有些天文學家認為暗能量的發展趨勢將預示著宇宙的未來發展,甚至有可能終結宇宙,讓一切消散于虛無,宇宙中的天體紅移現象能夠很好的體現暗能量的存在,對于暗能量的研究在2011年曾被授予了諾貝爾物理學獎,暗能量無法去用物質來定義,它更多的表現為一種類似推動力的勢能,但它又的確是一種強大的能量,其密度或是一種宇宙常量,它的運動為宇宙提供了膨脹的動力,也決定著宇宙的未來。
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