什么是暗能量，暗物质？

暗能量，暗物质

在20世纪90年代早期，有一件事对宇宙的扩张是相当肯定的。它可能具有足够的能量密度来阻止它的膨胀和重新坍塌，它可能具有如此小的能量密度以至于它永远不会停止膨胀，但随着时间的推移，重力肯定会减缓膨胀。当然，没有观察到减速，但理论上，宇宙必须放慢速度。宇宙充满了物质，引力的吸引力将所有物质拉到了一起。然后是1998年和哈勃太空望远镜（HST）对非常遥远的超新星的观测，这些观测表明，很久以前，宇宙的扩张速度实际上比现在慢得多。所以宇宙的膨胀并没有因为引力而减缓，正如大家所想的那样，它一直在加速。没有人预料到这一点，没有人知道如何解释它。

最终理论家提出了三种解释。也许这是爱因斯坦引力理论长期丢弃的结果，其中包含所谓的“宇宙学常数”。也许有一些奇怪的能量流体充满了空间。也许爱因斯坦的引力理论存在一些问题，而新理论可能包括某种创造宇宙加速的领域。理论家们仍然不知道正确的解释是什么，但是他们给了解决方案一个名字。它被称为暗能量。

什么是暗能量？

更多的是未知的。我们知道有多少暗能量，因为我们知道它如何影响宇宙的膨胀。除此之外，这是一个完全的迷。但这是一个重要的谜。事实证明，大约68％的宇宙是暗能量。暗物质约占27％。其余的 - 地球上的一切，我们所有仪器所观察到的一切，都是正常的物质 - 加起来不到宇宙的5％。想想看，也许它根本不应该被称为“正常”物质，因为它只是宇宙中的一小部分。

宇宙暗能量-1扩张宇宙，该图显示了自150亿年前宇宙诞生以来的扩张速度的变化。曲线越浅，膨胀率越快。大约75亿年前，当宇宙中的物体开始以更快的速度飞散时，曲线明显变化。天文学家认为，更快的扩张速度是由于神秘的黑暗力量将星系拉开。

暗能量的一个解释是它是空间的属性。阿尔伯特爱因斯坦是第一个意识到空间并非空无一人的人。太空具有惊人的特性，其中许多刚刚开始被理解。爱因斯坦发现的第一个属性是有可能存在更多的空间。然后是爱因斯坦引力理论的一个版本，其中包含宇宙学常数，做出第二个预测：“空白空间”可以拥有自己的能量。因为这种能量本身就是空间的属性，所以当空间扩展时它不会被稀释。随着更多空间的出现，更多的这种空间能量将会出现。结果，这种形式的能量将导致宇宙更快更快地扩展。不幸的是，没有人理解为什么宇宙常数应该存在，更不用说为什么它具有恰当的值来引起观测到的宇宙加速度。

Dark Matter Core Defies解释，该图像显示了暗物质，星系和热气体在合并星系团Abell 520的核心中的分布。结果可能对暗物质的基本理论提出挑战。

关于空间如何获取能量的另一种解释来自物质的量子理论。在这个理论中，“空间”实际上充满了不断形成然后消失的临时（“虚拟”）粒子。但是，当物理学家试图计算出这将给空的空间多少能量时，答案出错了 - 错误很多。这个数字太大了10 120次。这是一个1，后面有120个零。很难得到一个糟糕的答案。所以这个谜团还在继续。

对暗能量的另一种解释是，它是一种新的动力能量流体或场，是填充所有空间的东西，但是它对宇宙膨胀的影响与物质和正常能量相反。在希腊哲学家的第五个元素之后，一些理论家将这个“精华”命名为“精华”。但是，如果精华是答案，我们仍然不知道它是什么样的，它与之相互作用，或者它为什么存在。所以这个谜团还在继续。

最后一种可能性是爱因斯坦的引力理论不正确。这不仅会影响宇宙的膨胀，还会影响星系和星系团中正常物质的行为方式。这个事实将提供一种方法来决定暗能量问题的解决方案是否是新的引力理论：我们可以观察星系如何聚集在一起。但如果事实证明需要一种新的引力理论，它会是什么样的理论呢？它如何正确地描述太阳系中物体的运动，正如爱因斯坦的理论所知，并且仍然给我们对宇宙所需要的不同预测？有候选理论，但没有一个是引人注目的。所以这个谜团还在继续。

在暗能量可能性 - 空间属性，新的动态流体或新的引力理论 - 之间做出决定所需的东西是更多数据，更好的数据。

通过将宇宙成分的理论模型拟合到宇宙学观察的组合中，科学家们提出了我们上面描述的成分，~68％暗能量，~27％暗物质，~5％正常物质。什么是暗物质？

我们更确定暗物质不是我们的本质。首先，它是黑暗的，这意味着它不是我们看到的恒星和行星的形式。观测表明，宇宙中的可见物质太少，无法弥补观测所需的27％。其次，它不是正常物质的暗云形式，物质由称为重子的粒子组成。我们知道这一点，因为我们能够通过吸收穿过它们的辐射来检测重子云。第三，暗物质不是反物质，因为我们没有看到反物质与物质湮灭时产生的独特伽马射线。最后，我们可以根据我们看到多少引力透镜排除大型星系大小的黑洞。高浓度的物质会使远离物体的光从附近弯曲，

阿贝尔2744：潘多拉的集群揭晓，在Abell 2744的新合成图像中捕获了所见星系团之间最复杂和最引人注目的碰撞之一。蓝色显示了总质量浓度（主要是暗物质）的图。

然而，在这一点上，仍然存在一些可行的暗物质可能性。如果它们全部被棕色矮星或小块密集的重元素捆绑在一起，重子物质仍可构成暗物质。这些可能性被称为大型紧凑光晕对象或“ MACHOO ”。但最常见的观点是暗物质根本不是重子，而是由其他更奇特的粒子组成，如轴或WIMPS（弱相互作用的大质量粒子）。

Dark Matter在Oddball Galaxy中失踪，当他们发现星系NGC 1052-DF2时，研究人员感到惊讶，因为它的暗物质大部分（如果不是全部）都缺失了。