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发表于 2019-5-28 21:01:16
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暗能量,dark energy,首先,它是一种科学家们提出的理论性概念。
为什么会出现暗能量这个概念,要从宇宙的扩张谈起。1929年,美国天文学家Edwin Hubble对超新星的研究确定了宇宙正在扩张。从那时起,科学家们一直在试图寻求确定宇宙扩张的速度。当时,似乎显而易见的是,引力,这种吸引一切的力量,将阻碍宇宙的扩张,所以很多人问的问题是,宇宙在以什么样的速度减缓扩张?
20世纪90年代,两个独立的天体物理学家团队再次将目光转向遥远的超新星,以计算宇宙扩张减缓的速度。令他们惊讶的是,他们发现宇宙的扩张并没有放慢,而是正在加速!没有人预料到这一点,没有人知道该如何解释。
理论家进行了深入地思考,最后,他们提出了三种解释。解释1:或许这是一个长期丢弃版的爱因斯坦引力理论的结果。在广义相对论中,爱因斯坦使用了一个“宇宙常数”来解释当时科学家所认为的稳定的宇宙。Hubble宣布宇宙在扩张后,爱因斯坦曾称这个宇宙常数是他“最大的失误”。但这个宇宙常数却可能是最适合暗能量的。解释2:或许有一些奇怪的能量流体充满空间。解释3:或许爱因斯坦的引力理论存在一些错误,一种新的理论可能包含某种领域创造了这种宇宙扩张的加速度。
当然,理论家们还没有搞清楚哪种解释是正确的,但是,他们给可能性最大的解决方案起了个名字——暗能量 (Dark Energy)。
那么到底什么是暗能量呢?科学界其实知之甚少。目前为止,大概知道有多少暗能量存在于宇宙中,这个比例是根据暗能量对宇宙扩张的影响计算出来的。除此之外,有关暗能量的一切几乎都是奥秘。根据美国宇航局 (NASA)的数据,宇宙约68.3%是暗能量,此外,暗物质约占宇宙的26.8%,其他所有可见的常规物质加起来,总和大概是宇宙的4.9%。从这个比例上来说,我们现在所了解的可见物质好像都不应该被称为常规物质,因为它的比例实在是太小了。
对暗能量的第一种具体的解释,是认为暗能量是空间的一种性质。爱因斯坦大概是第一个意识到空的空间并非什么都不是 (empty space is not nothing)的科学家。空间具有很多令人惊讶的性质,这些性质中的大部分或许才刚刚被人们所理解。
爱因斯坦所揭示的空间的第一个性质,是可能有更多的空间存在。然后,爱因斯坦引力理论的一个版本,即包含宇宙常数的那个版本,对空间的性质作出了第二个预言:空的空间可以拥有属于它自身的能量 ("empty space" can possess its own energy)。由于这种能量是空间本身的性质,随着宇宙的扩张,这种能量并不会被稀释。随着更多的空间的存在,更多的这种空间能量将会出现。结果就是,这种形式的能量将使宇宙扩张得越来越快。不幸的是,没有人明白为什么宇宙常数应该存在,更不用说为什么它会有正确的值来引起宇宙的加速扩张。
关于空间是如何获取能量的另一种解释,来自于物质的量子理论。在该理论中,“空的空间”实际上充满了临时的虚拟粒子,这些临时的虚拟粒子持续地形成,然后消失。但当物理学家们试图计算出这种虚拟粒子会给空的空间带来多少能量时,答案却与实际情况差得太远太远,因此,这种解释几乎是不成立的。
关于宇宙加速扩张的第三种解释,就是爱因斯坦的引力理论是有误的,这会极大地影响对星系中的可见物质和星系团的行为方式的解释。如果爱因斯坦的引力理论错了,需要一个新的引力理论,那么这个新理论会是什么样的?这个新理论将如何正确地解释各种星系、恒星、行星的运行?尽管有人提出了一些新理论,但到目前为止,还没有出现一个完全令人信服的新理论。
那么,到底哪一种解释会是正确的?还是需要更多的相关数据,更好的数据。
回到你的问题,暗能量,是一种能量,但是这种能量充满太多未知,也没有被实际探测到,基于此,也有一些人否定它的存在。我个人其实比较倾向于爱因斯坦的理论,即暗能量是一种空间本身所具有的能量。 |
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