用科学和理性向你揭示暗物质和暗能量是如何被发现的？

chaojiwantong

在不可观测的情况下，物理学家们是如何计算出暗物质占宇宙的27%，暗能量占宇宙的68%的呢？

这是因为当科学家们使用宇宙的0.1%的物理规律进行计算时，得到的是错误的答案，而当添加了足够多的像“仙女的魔法”这样的东西后才能使结果符合实际。所以科学家们应该做的就是使用正确的物理学来解释构成宇宙其他99.9%的物质的状态。

适用于地球和只在地球上成立的物理并不是普遍适用的一般规律，而只是一个例外。物质的前三种状态只占了宇宙的0.1%。当我们试图生硬地将这一物理规律套用到一切事物身上，最终就会得到96%的像本轮这样繁复的结果。

而这一切都是因为在500年前，一个叫牛顿的人认为引力就是整个宇宙的主导力量，但是他没有发现物质的等离子态，而且默认整个宇宙都是类似于地球的物质。

就从那时候起，宇宙学家们就一直忽视过去200年来，所有等离子实验……

图解：星系恒星轨道速度实际测量与理论预测对比

在过去的500年里，物理学家们根据对地球上、太阳系周围以及目前可见宇宙中各种现象进行的无数观察，建立了万有引力的模型。直到大约50年前，爱因斯坦的广义相对论完美解释了来自各种不同实验的海量数据。之后在20世纪70年代，对星系旋转的观测表明，星系边缘恒星的轨道速度与内部恒星几乎是相同的。但是根据星系中可观测到的质量，广义相对论（在星系的低平均质量密度时简化为开普勒动力学）得出的结论是：恒星的速度应该随着离星系中心的距离的增加而减小：

那我们应该怎么解决这个问题呢？

一种选择是烧掉我们所有关于地心引力的书，抹去500年来的所有研究成果，推翻在大部分时间都惊人的准确的理论，一切从零开始。

图解：宇宙中各物质所占比例

而另外一种选择是，假设这些理论仍然有可能是正确的，但是存在了一些我们看不见质量和能量。为了解释星系的旋转曲线，可观测到的物质必须只占星系质量的5%，而27%的星系必须由一些目前还看不见的物质或者称为“暗物质”的物质组成。此外，观测到的宇宙膨胀现象需要用一种占宇宙物质能量68%的目前无法观测的能量或称为“暗能量”的能量来解释。v一旦我们允许这些假设在引力理论下成立，那它们的准确性和预测性就能够再次被证实，而这正符合我们对于任何有效的科学理论的要求。

任何有关于宇宙的理论都要基于对于宇宙本质的认识。

宇宙由空间、时间和物质能量（m-e）构成。

有限：有空间、时间、物理和/或数学上的限制或界限。

无限：没有空间、时间、物理和/或数学上的限制或界限。

因果关系：作为原因的人、物和/或事件造成的结果（A）使得已存在的人、物和/或事件发生改变（B）原先存在的物质能量创造新的人、物和/或事件，的过程。

巧合关系（近似性）：人、物和/或事件在空间和时间上非因果性的同时存在。

人和物都是实体：存在于空间、随时间而存在并且由物质能量组成的事物。

事件：人与人，物与物或实体与实体之间的因果关系或巧合关系。

空间，在尺寸上是一个半径无穷大的无限体积，因为它有起点但是没有终点；相比之下，有限体积在尺寸上的半径是有限的，因为它们既有起点，又有终点。无限（空间上没有界限，没有限制） 是一个排除任何其他空间、时间、物质能量、人、物、事、或“意识”之外或除本身以外存在可能性的无限体积，这意味着任何事物存在于空间内也就存在于宇宙内。无限空间的大小，便可以证明超越或排除空间本身的事物是不存在的，同时也意味着没有什么可以创建或引起空间的形成，意味着空间一直存在于过去，目前存在于现在，而未来也将永远存在。

时间，是选定的某段持续时间（周期，重复运动）的时间间隔，作为时间测量的单位，并用此来测量其他时间，在一代计时器中生成，时间速率，时间点，时间线和时间计数，以及确定事件序列，事件同时性，因果关系和事件巧合性，积极在所有标量水平上，在单个和多个参考系和天体中事件的变化率。

当使用可变形的计时器测量时间时，时间的类型是局部时间——相对时间、与特定参考系和天体有关的时间、爱因斯坦的时间、相对论时间；当使用不可变形的计时器测量时间时，可调计时器、无线电计时器（USNO、NIST、GPS）或惯性时钟（美国军方——军舰、潜艇、飞机、坦克等）测量时间时，得到的时间类型是宇宙通用时间——绝对时间、宇宙中任何一个地方都相同的统一时间、伽利略时间、牛顿时间。宇宙通用时间（绝对时间）的时间轴（连续时间）从过去到现在再到未来都是无限的，因为空间是无限且永恒的，而因此宇宙也是无限且永恒的。

图解：爱因斯坦的质能方程

物质能量，包括一系列基础粒子和次原子粒子、原子和分子以及其相互作用力（推力和拉力），它们包含（1）所有存在于空间并随着时间的推移而存在的人、物和事件（这与大脑/神经系统内神经网络中有关人、物和事件的想法和直觉不同）（2）某人或某物所引起的影响（A）使某物理状态相对于原先发生改变的人、物和/或事件（B）从原先存在的物质能量中所产生的新的人、物和/或事件。物质能量已经被证实是不可摧毁的，因此安东尼和玛丽·拉瓦锡在1777年所做的无机化学实验，斯蒂卡诺在1826年做的热力学实验以及从1905年至今所做的物质与能量相互转化能证实爱因斯坦e = mc2的系列实验，都无法创造和摧毁物质能量，就像时间和空间，物质能量也是无限且永恒的存在。

对于物质能量和所有的实体与事件，它们之间存在着两种基本类型的力：

（1）一种是推力——存在于电磁活动和爆炸、原子反应堆和爆炸中

（2）一种是拉力——也存在于电磁活动中，这种类型的力可以吸引基础粒子和次原子粒子、原子和分子，同时也包括如太阳和行星这样的巨大物体的重力的拉力，以及原子和分子之间的强作用力的弱作用力，以及氢弹爆炸产生的力。

我对暗物质和暗能量并不了解。

但我知道宇宙有着自己的空间、时间。物质-能量，可以有许多的存在形式，而且是永远不可摧毁并且可以相互转化的(e =mc2 and m = e/c2)——宇宙的物质能量系统，简称为UMES——我不知道暗物质和暗能量怎样被直接观测，但是我推测它们是可以通过物质能量效应，包括原本存在的人、物和事件所发生的物理状态的变化，被间接的观测到。

会有人根据我的推测理论进行研究的，通过观测由暗物质和暗能量引起的可以被观测到的物质能量形式变化，包括人、物和事件的物理状态的变化，而进行间接的观测。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

translate: 幺幺

author: quora

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

原文地址：今日头条