天文学的未解之谜有哪些？

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天文学的未解之谜有哪些？

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2012年，美国Science杂志评选出了当代天文学的八大未解之谜：
1.暗能量是什么？
早在上个世纪20年代哈勃就已经发现宇宙在不断膨胀，但那时，科学界普遍认为宇宙的膨胀在减慢的。 暗能量这个名词是在科学界对超新星研究后，发现宇宙的膨胀速度在加快而提出的。
暗能量是驱动宇宙运动的一种能量。暗能量在宇宙中起斥力作用。它和暗物质都不会吸收、反射或者辐射光，所以人类无法直接使用现有的技术进行观测。
2022年，美国天体物理学家的一项分析，确认宇宙由大约三分之二的暗能量和三分之一的物质组成，这种物质主要以暗物质的形式，在过去数十亿年中加速膨胀。


2.暗物质是什么？
科学家们把宇宙物质总质量中未知部分的质量称为暗物质，也就是说暗物质确实存在但是我们看不见，之所以无法看见，是因为暗物质对光透明，它并不能挡住光。
暗物质是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。大量天文学观测中发现的疑似违反牛顿万有引力的现象可以在假设暗物质存在的前提下得到很好的解释。现代天文学通过天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果表明暗物质可能大量存在于星系、星团及宇宙中，其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型（ΛCDM模型）可确定宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。


3.消失的重子
所谓重子，主要是质子和中子，构成了我们宇宙中原子质量的99.9%以上。天文学家通过观测遥远的星系情况，推测了100亿年前宇宙中的物质成分，然后和目前观察到的宇宙中物质成分对比，发现了一个古怪的现象：目前宇宙中的重子数量，大约只有100亿年前宇宙中的重子数量的一半，另外的一半重子莫名其妙地失踪了。
但是

其实这些重子并没有消失，它们只是以另外一种方式存在于宇宙之中。科学家们发现，在星系的周围常常包围着许多的气体，这些气体聚集起来就形成了气团，而我们所说的重子就隐藏在这些气团之中。


4.恒星如何发生爆炸？
恒星在能量耗尽时就会发生爆炸，意思就是恒星在消亡时的爆炸，就产生了超新星。如今，我们也只知道恒星爆炸这个结果，为什么爆炸？如何爆炸？爆炸的内在因素是什么？我们并不了解。


5.宇宙射线来自何处？
宇宙射线，是来自外太空的带电高能次原子粒子。通俗一点来说，就是它并非真的是线，其实是由粒子构成的，常见的像质子、原子核和电子。这也表明了，宇宙射线并不是稀奇的存在。小楼之前也觉得宇宙射线听起来就很神秘，但其实它是在整个星空都在传播的。也因为其传播的广泛性，所以无法得知它真正来源于何处。


6.是什么导致了宇宙再离化？
在星系间空间中稀薄分布的热气体，被称为星系间介质，是电离的。问题是，如何做到这一点?天文学家知道，一旦早期宇宙膨胀并冷却到足够程度，氢(其主要成分)就会重新组装成中性原子。然后，新形成的大质量恒星开始在所谓的“再电离”中发光。
它的极端紫外线辐射可能使气体电离，这个过程一直持续到今天。然而，其中一个关键步骤，即恒星电离辐射从星系逃逸到IGM的程度，还没有被很好地理解。


7.日冕为何拥有惊人温度？
按说离热源越远，空气就越冷。奇怪的是，太阳的情况却并非如此。
太阳表面温度约6000摄氏度，但在距离太阳表面短短几百公里距离内，温度会突然升高到100多万摄氏度，成为太阳的大气层，也就是日冕。


8.太阳系为何如此独特
第一个就是太阳系存在有地球
第二个就是地球拥有强大的磁场
第三个就是木星的位置
第四个就是柯伊伯带环线


本文参考资料：
1.中国科学报
2.Wikipedia百科全书
3.百度百科
4.天文学名词
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