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揭开整个宇宙的奥秘

来源:人民网-科普中国 2017-08-08     

  科学家对宇宙中广泛存在的暗物质和暗能量一直充满好奇。那么,什么是暗物质?什么是暗能量?研究这些宇宙之“暗”的意义又是什么?

  难以寻觅的宇宙之“暗”或揭开整个宇宙的奥秘

  在这张蟹状星云合成照片中,物质和反物质粒子以接近光速的速度被喷射出来。

  暗物质和暗能量是宇宙中的绝大多数

  北京师范大学天文系教授、天体物理教研室主任张同杰在接受《经济日报》采访时表示,我们所了解的宇宙的组成部分即所谓看到的正常物质,可以通过电磁波直接看到发出的辐射,这些正常物质占比非常小,只占总量的5%左右;约21%是暗物质,暗物质处处存在,但我们很难感受到它,因为它非常奇特,除了引力作用,它不与其他物质发生作用;另外一部分就是暗能量,这部分所占比例非常大,约为74%。

  据《科技日报》报道,在宇宙学中,暗物质通常被认为是由一些目前人类未知的基本粒子直接构成的,它没有内部结构。不过这一推论并不能完全匹配现有的观测资料,因此也有人认为,暗物质不仅有内部结构,甚至还可能藏有智慧生命。据新华网报道,由于暗物质既不发光,也不参与电磁作用,所以目前人类还无法利用任何光学或电磁观测设备直接“看”到暗物质,只能通过引力产生的效应感受到它的存在,所以寻找暗物质的过程就好比与“幽灵”捉迷藏。

  2011年诺贝尔奖获得者布赖恩·施密特在接受《经济日报》采访时表示,暗能量可不是暗物质发射出的能量,而是构成时空的基本材料。暗能量好像是一种跟引力相反的力,并不断推动宇宙加速膨胀。到底是不是这样的,还需要今后获得更多的信息进行进一步了解。

  研究宇宙之“暗”的意义是什么?

  既然宇宙之“暗”如此难以被捕捉,科学家们为什么还要探索它们呢?据《科技日报》报道,暗物质的研究对探索宇宙物质演化和星系形成的机理都有重要意义,可以帮助人类更好地了解地球所在的银河系及更远的河外星系。

  而对暗能量的研究更是很可能关系到整个宇宙的命运。据《光明日报》报道,导致宇宙加速膨胀的原因至今未知,如果这一原因确定与暗能量有关,那宇宙的未来模型就有可能发生天翻地覆地变化,物理学广义相对论的理论甚至需要进行进一步地修正。(李平峰)

  本文由中国航天科技集团一院火箭设计师钱航进行科学性把关。