dark energy
學科:物理學_相對論、量子理論_相對論
相關名詞:暗物質 宇宙起源 量子理論
圖片來源:視覺中國
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科學家提出,宇宙空間充滿了一種觀測不到的能量,這種能量稱為“暗能量”。
考慮在地面向上拋擲一個小球的情形。在指向下方的重力(萬有引力)的作用下,上拋小球的上升速度會逐漸減小,達到最高點時速度變為零,然后小球轉為下落。對宇宙空間也可以作類似的思考。我們知道,宇宙空間在不停地膨脹,由于受到恒星和星系的萬有引力的拉拽,空間的膨脹速度應該逐漸減小。
可是天文觀測卻表明,遠處大多數天體背離我們退行的速度都在增加,這意味著宇宙空間正在加速膨脹。這種情況相當于上拋小球的上升速度反而不斷增加。這個奇怪的觀測結果在當時的研究者看來是十分不合理的。
無論是物質還是暗物質,只要是物質,隨著宇宙膨脹,它的密度自然會隨之減小,它們在宇宙中便會呈現為不均勻分布。可是暗能量卻不是這樣,研究者推測,它們雖然隨著宇宙空間膨脹變得越來越稀薄,但是在整個宇宙中的分布卻始終是均勻的。對于這種現象的解釋是,空間膨脹增大多少,暗能量便會“相應地補充多少”。也就是說,暗能量是空間本身所具有的一種能量。
利用愛因斯坦著名的質能方程E=mc2,我們可以將物質的質量(m)換算為能量(E)作一個比較。對宇宙微波背景輻射的分析結果表明,普通物質(原子構成的物質)僅占全部宇宙總能量的4.9%,而暗物質卻占到26.8%,暗能量則占到68.3%。暗物質與暗能量的“暗”都是“看不到”的意思。換句話說,宇宙的絕大部分我們尚不能直接觀測到,我們對于“宇宙的成分”其實還知之甚少。
責任編輯:張鵬輝