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发表于 2018-6-13 14:30:33
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1933年，天文学家 兹威基发现在大星系团中星系运动速度非常快，用星系团中所有看得见的物质计算出的引力不足以束缚住它们，除非星系团的质量增大400倍以上。随后，天文学家同时用光学方法和力学方法来测算许多天体的质量。惊人的是，用力学方法测算出的质量总是比光学方法测算出的质量大许多。科学家将多出来的这部分质量称为“暗物质”。
1980年，鲁宾等人对许多星系的旋转曲线进行了详细的观察研究，确凿地证明了除了星系中心附近的发光物质外，在远离中心甚至在星系晕中均有大量暗物质存在。
2003年，通过美国宇航局的哈勃望远镜、日本的昴星团望远镜等众多望远镜来研究暗物质三维分布的“cosmos”观测开始进行。初步勾勒出暗物质的模样：1，不发出任何光；2，几乎不和任何物质发生碰撞；3，在宇宙早期速度几乎是零；4，总质量大约是可见物质的5倍。
早在20世纪20年代，人们就知道宇宙正在不断膨胀，但是直到90年代后半期，才从观测结果中惊异地发现，宇宙正在加速膨胀。为了解释这个加速膨胀，就需要有什么东西来对抗星系团间产生的巨大引力，由此，人们提出了“暗能量”的概念。与密度不均匀的暗物质不同，一般认为，暗能量在宇宙中的分布是非常均匀的。
广义相对论是目前唯一能处理大尺度空间问题的物理学理论。爱因斯坦发表广义相对论后，试着对宇宙空间进行计算，结果发现，宇宙不是处于膨胀中，就是处于收缩中。但爱因斯坦相信，宇宙的大小应该是不变的。为了保持宇宙大小不变，他认为宇宙中必然存在着某种“斥力”，才能对抗宇宙中各种物质所产生的引力。于是他在广义相对论的方程式中加入了“宇宙常数”，来起到斥力的作用。
1929年，哈勃观测到宇宙在膨胀。既然宇宙并非恒定，那宇宙常数就不应该存在。因此，爱因斯坦就将“宇宙常数”从方程式中删除了，并且懊恼地说：这是我一生中最大的错误。事实上，当时的观测并不知道宇宙的膨胀是在加速还是减速，这两者的结果截然不同。
20世纪末，最新观测结果确认宇宙在加速膨胀，这就要求必须存在有能使宇宙膨胀加速的“东西”，如此一来，爱因斯坦的“宇宙常数”居然复活了。
研究表明，暗能量具有许多不可思议的性质。
第一点就是暗能量能反抗引力，也就是具有与相互吸引相对立的反向排斥的性质，是“斥力”。可见物质和暗物质都会受引力的影响，而暗能量不会。
第二点就是，无论宇宙空间怎么膨胀，它的密度也不会被稀释或者摊薄。这一点与我们熟知的可见物质和不熟知的暗物质完全相反。可以认为，所谓暗能量是空间本身所携带的能量，无论怎么膨胀，依然保持同样的暗能量密度。
令人意外的是，暗能量和宇宙的诞生与结局密切相关。
现在宇宙由于暗能量的作用而加速膨胀，实际上与宇宙刚刚诞生之后发生的加速膨胀并没有不同。如果暗能量的密度发生变化，则宇宙的结局也会相应变化。第一种是暗能量的密度保持不变，宇宙就按照现在的势头加速膨胀下去；第二种是暗能量的密度变小，宇宙就会由膨胀转入收缩，最后发生挤压；第三种是暗能量的密度变大，宇宙的加速膨胀可能把星系、恒星甚至原子都撕裂。
源于早期宇宙的光，其中的温度起伏以及那些起伏的分布模式，可以用来推算宇宙由什么构成。“普朗克卫星”得出的宇宙成分及其所占比例为：普通物质占4.9%，暗物质占26.8%，暗能量占68.3%。
20世纪初，“物理学晴朗天空上”飘着“两朵乌云”，“以太漂移实验的零结果”这朵乌云导致了相对论的诞生，另一朵叫“黑体辐射引起的紫外灾难”的乌云则催生出了量子论。相对论和量子论被认为是20世纪物理学上两大奇迹。现在，暗物质和暗能量，这两“暗”会否在21世纪催生出更为奇妙的理论和方程式呢？ |
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