现在科学最大的谜还是“暗物质”和“暗能量”因为它太神秘了

科学家们认识到,宇宙自起源137亿年以来,已经“长”得越来越大,这种急速膨胀,科学家称之为“大爆炸”。

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1998年,两组太空学家对遥远星系中正在爆炸的天体即超新星进行观测,发现超新星比他们原来认为的要暗淡。这意味着它们的距离比科学家原来认为的要更远。

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造成这种情况的唯一解释,是宇宙的膨胀在过去的某个时间里加速了。科学家们观测到有一种神奇的能量反作用于重心引力,使银河系的分裂速度越来越快。这就好比从你手上掉下一本杂志,它没有像通常那样“落”到地板上,相反,由于突然受制于一股未知的引力,却“落”到天花板上去了!

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起初,科学家们对这个结果表示怀疑。也许超新星变暗是因为它们的光被星际尘埃云挡住了,也许超新星本身的光就比科学家所认为的要暗。但是经过仔细检查,所有的解释被搁到了一边,于是“暗能量”的假说出现了。

其实,有关反引力的想法并不新鲜。早在80多年前,爱因斯坦就已经把这种反引力效应包括在他的广义相对论中了。为了解释天体不会由于相互间的吸引力而挤到一起,爱因斯坦设想宇宙中应该还存在一种排斥力,它与引力相对抗,使宇宙保持稳定。他把这个排斥力称为“宇宙常数”。

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在过去的几十年里,暗能量的发现,成为科学界最重要的发现而引起科学家们广泛的讨论。最终对它的认知将会影响到人们的日常生活。

21世纪初,科学最大的谜是“暗物质”和“暗能量”。

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暗物质存在于人类已知的物质之外,它的构成也和人类已知的物质不同。在宇宙中,暗物质能量是人类已知物质能量的5倍以上。

暗能量更是奇怪,以人类已知的核反应为例,反应前后的物质有少量的质量差,这个差异转化成了巨大的能量。暗能量却可以使物质的质量全部消失,完全转化为能量。宇宙中的黑能量是已知物质能量的14倍以上。

围绕暗物质和暗能量,诺贝尔物理学奖获得者李政道阐述了他的观点,提出“天外有天”的说法。

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他指出:“因为暗能量,我们的宇宙之外可能有很多的宇宙”、“我们的宇宙在加速地膨胀”,且“核能也许可以和宇宙中的黑能量相变相连”。

科学家已经确知,暗能量组成了宇宙的2/3。因此,我们在不了解暗能量之前也就不能清楚地了解宇宙,而且暗能量是不能用标准的物理理论来预测的。这就意味着已有的基础理论,也就是对于像电子、中子、夸克,以及它们之间的能量的构成理论,需要有一个大的提升。已有的物理学理论指导现代生活的主要部分,比如电子学、工程学和药理学,谁知道一个更完全的物理理论会指导人类走向何方?

科学家们以前也面临同样的处境。20世纪前后,物理学家认为,他们差不多已经知道了自然界的一切。从17世纪牛顿的自由落体理论开始,

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科学家们已经成功地解释了一个又一个自然现象,从动力到光能、到热能到声音,最终到19世纪晚期的电磁学。但是从那以后,又发现了电波和微量原子,而这些现象随着量子力学的发现而得到解释。今天量子学主宰了人类的生活,它存在于电脑芯片、医疗器械、手机、照相机、VR和其他每一个现代电子装置中。

现在历史似乎又在重复。直到最近,科学家们还认为我们处在了解所有宇宙学的边缘,现在出现了暗能量,是否暗能量会加快21世纪经济引擎的旋转?就像50年前量子力学推动了世界经济发展一样。现在作这个结论也许言之过早,但历史是一个指南,以史为鉴,我们清楚我们正处在又一个巨大变革的边缘。

暗能量的发现说明了科学不囿于一套固定的理论。相反,科学家们通过观察自然,然后归结出理论来描述发现的各种自然现象。事实上科学是被自然推动的,而自然让我们没有选择的余地。它就是最高法则。

美国自然科学和能量部门已经集结力量,用太空卫星和地面望远镜探测暗能量,

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我们观察到的暗能量历史将对宇宙未来产生深远影响。如果暗能量变得越来越弱,重心引力重新占据主导地位,牵引宇宙成为一体;如果暗能量随着时间的推移变得越来越强,最终将分裂由卫星和行星被重心引力牵引组成的银河系……当我们透彻了解了暗能量,我们就可以正确地预测宇宙的未来。

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