美国科学家欲借暗能量打造“超光速飞船”

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/19 23:57:34
美国科学家欲借暗能量打造“超光速飞船”  
2008年08月15日 09:06:46  来源:新浪科技  


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    据美国太空网报道,美国贝勒大学两名物理学家表示,未来的太空飞船可在周围形成一个时空气泡,并在它的帮助下以超光速速度飞行。
    科学家称这种超光速飞船要在非常遥远的未来才可能出现,并且需求助于暗能量,这是隐藏在宇宙不断扩张背后的神秘能量,能够在不违背物理学原理的前提下为飞船提供超级动力。

  
    贝勒大学物理学家杰拉尔德·克利夫(Gerald Cleaver)说:“飞行过程就像是在冲浪。飞船可在空间气泡的推动下飞行,气泡的飞行速度可超过光速。”从理论上说,大爆炸后不久的宇宙在暗能量作用下的膨胀速度超过光速。暗能量在宇宙质能中的比重约为74%,暗物质则占22%,正常物质——包括恒星、行星及其我们所能看到的一切事物——则占剩余的4%左右。这听起来有些不可思议,.......
http://news.xinhuanet.com/tech/2008-08/15/content_9329516.htm

又一则关于暗能量的“邪说”。不知道是真是假?原子能只是很初级的宇宙高等生物拥有的能量?暗能量才是终极能量?!美国科学家欲借暗能量打造“超光速飞船”  
2008年08月15日 09:06:46  来源:新浪科技  


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    据美国太空网报道,美国贝勒大学两名物理学家表示,未来的太空飞船可在周围形成一个时空气泡,并在它的帮助下以超光速速度飞行。
    科学家称这种超光速飞船要在非常遥远的未来才可能出现,并且需求助于暗能量,这是隐藏在宇宙不断扩张背后的神秘能量,能够在不违背物理学原理的前提下为飞船提供超级动力。

  
    贝勒大学物理学家杰拉尔德·克利夫(Gerald Cleaver)说:“飞行过程就像是在冲浪。飞船可在空间气泡的推动下飞行,气泡的飞行速度可超过光速。”从理论上说,大爆炸后不久的宇宙在暗能量作用下的膨胀速度超过光速。暗能量在宇宙质能中的比重约为74%,暗物质则占22%,正常物质——包括恒星、行星及其我们所能看到的一切事物——则占剩余的4%左右。这听起来有些不可思议,.......
http://news.xinhuanet.com/tech/2008-08/15/content_9329516.htm

又一则关于暗能量的“邪说”。不知道是真是假?原子能只是很初级的宇宙高等生物拥有的能量?暗能量才是终极能量?!
现在连暗能量是什么都不确定,怎么使用都提上历史日程了!:D
这个暗物质是不是就是反物质啊?
靠,元老院的钱也不能给你们这样马扁啊:D :D
文章中所说的暗能量就是指推动宇宙扩张的能量吧,这种能量本身在宇宙尺度上超越了引力作用,导致宇宙以加速度扩张;但是目前我们人类对此的认识仍旧停留在理论阶段,现实并没有能力检测到这种能量;不过这种能量的效应是存在的,宇宙扩张事实不可更改。(非物理拿人一派胡说中……)

望物理学拿人解惑!
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先把受控核聚变搞完善再说吧,连爬都不会,就想着上宇宙了!
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先把反物质搞定再说。
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大家还是多看看天文学和物理学的基本入门书籍吧,暗物质和暗能量是什么都搞不清,就开始和外国人yy了
几十年前,暗物质刚被提出来时仅仅是理论的产物,但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6倍,在宇宙能量密度中占了1/4,同时更重要的是,暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜,但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话,那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。不过,最近对星系以及亚星系结构的分析显示,这一假设和观测结果之间存在着差异,这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型,为暗物质本性的研究带来新的曙光。
    大约65年前,第一次发现了暗物质存在的证据。当时,弗里兹·扎维奇(Fritz Zwicky)发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上,否则星系团根本无法束缚住这些星系。之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知,但是到了80年代,占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。

    在引入宇宙暴涨理论之后,许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的,而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的(这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的)。与此同时,宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙,其中能量密度都以物质的形式出现,包括4%的普通物质和96%的暗物质。但事实上,观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差,但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值,而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。

    当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时,暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲,它们的组成是完全不同的。更重要的是,象普通的物质一样,暗物质是引力自吸引的,而且与普通物质成团并形成星系。而暗能量是引力自相斥的,并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以,在统计星系的能量时会遗漏暗能量。因此,暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后,两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现,宇宙正在加速膨胀。由此,暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotrope Probe,WMAP)的观测也独立的证实了暗能量的存在,并且使它成为了标准模型的一部分。

    暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论,在一个仅含有物质的宇宙中,物质密度决定了宇宙的几何,以及宇宙的过去和未来。加上暗能量的话,情况就完全不同了。首先,总能量密度(物质能量密度与暗能量密度之和)决定着宇宙的几何特性。其次,宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在"大爆炸"之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位,但是这已成为了过去。现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定,它目前正时宇宙加速膨胀,而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态,否则这种加速膨胀态势将持续下去。

    不过,我们忽略了极为重要的一点,那就是正是暗物质促成了宇宙结构的形成,如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星,也就更谈不上今天的人类了。宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性,但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城。而在大尺度上能过促使物质运动的力就只有引力了。但是均匀分布的物质不会产生引力,因此今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落,而这些涨落会在宇宙微波背景辐射(CMB)中留下痕迹。然而普通物质不可能通过其自身的涨落形成实质上的结构而又不在宇宙微波背景辐射中留下痕迹,因为那时普通物质还没有从辐射中脱耦出来。

    另一方面,不与辐射耦合的暗物质,其微小的涨落在普通物质脱耦之前就放大了许多倍。在普通物质脱耦之后,已经成团的暗物质就开始吸引普通物质,进而形成了我们现在观测到的结构。因此这需要一个初始的涨落,但是它的振幅非常非常的小。这里需要的物质就是冷暗物质,由于它是无热运动的非相对论性粒子因此得名。

    在开始阐述这一模型的有效性之前,必须先交待一下其中最后一件重要的事情。对于先前提到的小扰动(涨落),为了预言其在不同波长上的引力效应,小扰动谱必须具有特殊的形态。为此,最初的密度涨落应该是标度无关的。也就是说,如果我们把能量分布分解成一系列不同波长的正弦波之和,那么所有正弦波的振幅都应该是相同的。暴涨理论的成功之处就在于它提供了很好的动力学出发机制来形成这样一个标度无关的小扰动谱(其谱指数n=1)。WMAP的观测结果证实了这一预言,其观测到的结果为n=0.99±0.04。

    但是如果我们不了解暗物质的性质,就不能说我们已经了解了宇宙。现在已经知道了两种暗物质--中微子和黑洞。但是它们对暗物质总量的贡献是非常微小的,暗物质中的绝大部分现在还不清楚。这里我们将讨论暗物质可能的候选者,由其导致的结构形成,以及我们如何综合粒子探测器和天文观测来揭示暗物质的性质。

    最被看好的暗物质候选者

    长久以来,最被看好的暗物质仅仅是假说中的基本粒子,它具有寿命长、温度低、无碰撞的特性。寿命长意味着它的寿命必须与现今宇宙年龄相当,甚至更长。温度低意味着在脱耦时它们是非相对论性粒子,只有这样它们才能在引力作用下迅速成团。由于成团过程发生在比哈勃视界(宇宙年龄与光速的乘积)小的范围内,而且这一视界相对现在的宇宙而言非常的小,因此最先形成的暗物质团块或者暗物质晕比银河系的尺度要小得多,质量也要小得多。随着宇宙的膨胀和哈勃视界的增大,这些最先形成的小暗物质晕会合并形成较大尺度的结构,而这些较大尺度的结构之后又会合并形成更大尺度的结构。其结果就是形成不同体积和质量的结构体系,定性上这是与观测相一致的。相反的,对于相对论性粒子,例如中微子,在物质引力成团的时期由于其运动速度过快而无法形成我们观测到的结构。因此中微子对暗物质质量密度的贡献是可以忽略的。在太阳中微子实验中对中微子质量的测量结果也支持了这一点。无碰撞指的是暗物质粒子(与暗物质和普通物质)的相互作用截面在暗物质晕中小的可以忽略不计。这些粒子仅仅依靠引力来束缚住对方,并且在暗物质晕中以一个较宽的轨道偏心律谱无阻碍的作轨道运动。

    低温无碰撞暗物质(CCDM)被看好有几方面的原因。第一,CCDM的结构形成数值模拟结果与观测相一致。第二,作为一个特殊的亚类,弱相互作用大质量粒子(WIMP)可以很好的解释其在宇宙中的丰度。如果粒子间相互作用很弱,那么在宇宙最初的万亿分之一秒它们是处于热平衡的。之后,由于湮灭它们开始脱离平衡。根据其相互作用截面估计,这些物质的能量密度大约占了宇宙总能量密度的20-30%。这与观测相符。CCDM被看好的第三个原因是,在一些理论模型中预言了一些非常有吸引力的候选粒子。

    其中一个候选者就是中性子(neutralino),一种超对称模型中提出的粒子。超对称理论是超引力和超弦理论的基础,它要求每一个已知的费米子都要有一个伴随的玻色子(尚未观测到),同时每一个玻色子也要有一个伴随的费米子。如果超对称依然保持到今天,伴随粒子将都具有相同的质量。但是由于在宇宙的早期超对称出现了自发的破缺,于是今天伴随粒子的质量也出现了变化。而且,大部分超对称伴随粒子是不稳定的,在超对称出现破缺之后不久就发生了衰变。但是,有一种最轻的伴随粒子(质量在100GeV的数量级)由于其自身的对称性避免了衰变的发生。在最简单模型中,这些粒子是呈电中性且弱相互作用的--是WIMP的理想候选者。如果暗物质是由中性子组成的,那么当地球穿过太阳附近的暗物质时,地下的探测器就能探测到这些粒子。另外有一点必须注意,这一探测并不能说明暗物质主要就是由WIMP构成的。现在的实验还无法确定WIMP究竟是占了暗物质的大部分还是仅仅只占一小部分。

    另一个候选者是轴子(axion),一种非常轻的中性粒子(其质量在1μeV的数量级上),它在大统一理论中起了重要的作用。轴子间通过极微小的力相互作用,由此它无法处于热平衡状态,因此不能很好的解释它在宇宙中的丰度。在宇宙中,轴子处于低温玻色子凝聚状态,现在已经建造了轴子探测器,探测工作也正在进行。

    CCDM存在的问题

    由于综合了CCDM,标准模型在数学上是特殊的,尽管其中的一些参数至今还没有被精确的测定,但是我们依然可以在不同的尺度上检验这一理论。现在,能观测到的最大尺度是CMB(上千个Mpc)。CMB的观测显示了原初的能量和物质分布,同时观测也显示这一分布几近均匀而没有结构。下一个尺度是星系的分布,从几个Mpc到近1000个Mpc。在这些尺度上,理论和观测符合的很好,这也使得天文学家有信心将这一模型拓展到所有的尺度上。

    然而在小一些的尺度上,从1Mpc到星系的尺度(Kpc),就出现了不一致。几年前这种不一致性就显现出来了,而且它的出现直接导致了"现行的理论是否正确"这一至关重要的问题的提出。在很大程度上,理论工作者相信,不一致性更可能是由于我们对暗物质特性假设不当所造成的,而不太可能是标准模型本身固有的问题。首先,对于大尺度结构,引力是占主导的,因此所有的计算都是基于牛顿和爱因斯坦的引力定律进行的。在小一些的尺度上,高温高密物质的流体力学作用就必须被包括进去了。其次,在大尺度上的涨落是微小的,而且我们有精确的方法可以对此进行量化和计算。但是在星系的尺度上,普通物质和辐射间的相互作用却极为复杂。在小尺度上的以下几个主要问题。亚结构可能并没有CCDM数值模拟预言的那样普遍。暗物质晕的数量基本上和它的质量成反比,因此应该能观测到许多的矮星系以及由小暗物质晕造成的引力透镜效应,但是目前的观测结果并没有证实这一点。而且那些环绕银河系或者其他星系的暗物质,当它们合并入星系之后会使原先较薄的星系盘变得比现在观测到得更厚。

    暗物质晕的密度分布应该在核区出现陡增,也就是说随着到中心距离的减小,其密度应该急剧升高,但是这与我们观测到的许多自引力系统的中心区域明显不符。正如在引力透镜研究中观测到的,星系团的核心密度就要低于由大质量暗物质晕模型计算出来的结果。普通旋涡星系其核心区域的暗物质比预期的就更少了,同样的情况也出现在一些低表面亮度星系中。矮星系,例如银河系的伴星系玉夫星系和天龙星系,则具有与理论形成鲜明对比的均匀密度中心。流体动力学模拟出来的星系盘其尺度和角动量都小于观测到的结果。在许多高表面亮度星系中都呈现出旋转的棒状结构,如果这一结构是稳定的,就要求其核心的密度要小于预期的值。

    可以想象,解决这些日益增多的问题将取决于一些复杂的但却是普通的天体物理过程。一些常规的解释已经被提出来用以解释先前提到的结构缺失现象。但是,总体上看,现在的观测证据显示,从巨型的星系团(质量大于1015个太阳质量)到最小的矮星系(质量小于109个太阳质量)都存在着理论预言的高密度和观测到的低密度之间的矛盾。
信息社会,基础知识到处都查的到,限制人类发展的是想象力。YY还是有益的。
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LS的解释正确,现在的说法暗物质为宇宙中的中微子,但好像证据不足!
原帖由 ShadowSnake 于 2008-8-15 20:37 发表
靠,元老院的钱也不能给你们这样马扁啊:D :D


不骗国会怎么得来? 前几天美国的导弹战舰不是也取消了,钱也白花了,取消的理由居然找到中国身上了。:D :D :D
TG无能, 妨碍了米帝挑战科技极限
原帖由 nolinear 于 2008-8-19 13:42 发表
LS的解释正确,现在的说法暗物质为宇宙中的中微子,但好像证据不足!


中微子只是热暗物质,只占5%的宇宙质量,还有很多的暗物质的质量无法解释
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最后简单的回答楼主的话。
原子能,就是暗能量的一种,只不过这种利用方式,具有不可控的缺点。可控核反应研究与暗能量利用研究,是殊途同归的两个研究点。方向是一样的。
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原帖由 遥远的星空 于 2008-8-20 08:53 发表
最后简单的回答楼主的话。
原子能,就是暗能量的一种,只不过这种利用方式,具有不可控的缺点。可控核反应研究与暗能量利用研究,是殊途同归的两个研究点。方向是一样的。


无语,这位大哥还是搞清楚什么是暗能量在发言…
原帖由 遥远的星空 于 2008-8-20 08:53 发表

最后简单的回答楼主的话。

原子能,就是暗能量的一种,只不过这种利用方式,具有不可控的缺点。可控核反应研究与暗能量利用研究,是殊途同归的两个研究点。方向是一样的。



无语,这位大哥还先是搞清楚什么是暗能量再发言…
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1997年12月,作为“大红移超新星搜索小组”的成员的哈佛大学天文学家罗伯特·基尔希纳根据超新星的变化显示,宇宙膨胀速度非但没有在自身重力下变慢反而在一种看不见的、无人能解释的、神秘力量的控制、推动下变快,问题是无人知道这个神秘力量是什么?更无人知道为什么是变快而不是变慢?这是出于什么原因?它是如何发生的?关于这种力量及其载体至今无人能知晓,人们只是猜测:我们现在所处的这个宇宙可能处于一种目前人类还不了解、还未认识到的继目前物质的固态、液态、气态、“场态”之后另一种物质状态的物质控制、作用之下,这种物质不同于普通物质的一切属性及其存在和作用机制,这种“物质”因其绝对不同于人们所熟知的普通物质态,故尔科学家为了区分它们暂且将它称之为“暗物质”、将其具备的作用称之为“暗能量”,“暗物质”、“暗物质”就成为当今天文学界、宇宙学界和物理学界等等科学界中最大的谜团之一
以上是我采用这个定义的来源。
故尔科学家为了区分它们暂且将它称之为“暗物质”、将其具备的作用称之为“暗能量”
科学专论:“质量亏损”是暗物质存在的一种表征 质能方程危急

  

科学专论:“质量亏损”是暗物质存在的一种表征 质能方程危急

    我们注意到美国关于再次确认质能公式(E=MC2)而作的实验,即物理学家们依靠采用原子核捕获中子实验来测定各个分量的办法来确认。虽然从物理学研究范围上表明有许多科学家正在为证明质能方程(E=MC2)正确与错误付出努力,但从该种方法和结果分析来看,我们并不认为美国科学家就完全证明了质能方程(E=MC2)的正确性。

    那么,有什么理由来说明这个问题呢?

    首先,物理学家们至今没有人告诉我们原子核捕获中子整个核反应过程就是那样单纯,也就是除了发射X射线以外,再也没有其他的物质粒子逸出了。这本身就是实验是否正确的关键所在。

    我们知道,我们的世界有很大比例的暗物质存在,但是我们至今无法确认这些暗物质就是某种东西,至于暗物质的结构就更是一无所知了。原子核中子捕获实验中是否会产生出暗物质呢?这就是一个实验上的“黑洞”。要证明质能方程(E=MC2)的正确性,首先就要消除这个“黑洞”。

    我们的研究认为,原子核捕获中子不仅会发生我们能够观测到的物理事件,而且可能会产生我们至今还不能观测到的暗物质。中子捕获反应可能是和暗物质相互联系起来了。我们的看法还不只是停留在这个物理思维层面,我们认为所有的粒子反应都是同暗物质相互联系起来了,是同暗物质互为沟通的,具有桥梁和纽带的意义。

    其次,我们做这样一个物理设想,在中子捕获实验中,产生出了一对能量极低的正负电子对粒子,它们流失了,我们也认为它们就是暗物质之一种,那么,它相当于中子的质量仅仅是千分之一。如果将这种丢失的质量再乘上光速的平方倍,那么就会有更大的合理性。所以说,这样一种不可测的物理分量,完全就在物理误差范围内。

    所以,从物理误差范围来分析中子捕获试验,认为证明了质能方程(E=MC2)的正确性,这也是不恰当的。它可能完全含混并掩盖了事件本身最为真实的物理意义。

    再次,我们对中子的能量研究仅限于中子整体运动的形态方面,但对于中子可能有的结构粒子的能量和运动属性是不知道的。中子捕获过程同暗物质相互联系,那么我们也就需要相当清楚中子的基本结构和其结构粒子的属性。这些问题是至今无法得到证实的,也是现代物理研究的热点和难点。

    不仅如此,我们还认为,暗物质的存在还可能影响到中子俘获过程本身。暗物质本身也是处于一种能量吸收与放出的微弱“振荡”之中。虽然我们有理由将这一种影响忽略,但事实上是完全可能存在的。在极限物理测量过程中,我们对这些环节都必须有所考虑。

    此外,原子核的约束,其内在粒子之间的能量构成和均衡性也是需要考虑的。怎么来证明原子核约束已经完全使得核体内在构成的各个核子(或者说其结构粒子)的能量非常均质化了,这也是一个困难所在。X射线所存在的能量偏差就可能预示着存在这些问题。

    还有,在中子捕获过程中所存在的中子和原子核结合前一瞬所发生的结构形变,也是非常重要的问题。当然,这些方面目前还都停留在物理理论探索层次。

    因此,从上面的分析可以看出,质能方程(E=MC2)的正确性是本次实验所无法直接确认的。质能方程也是很值得怀疑的。按我们的分析,“质量亏损”本身就是不可能存在的物理事件。所谓“质量亏损”应该是和暗物质紧密联系起来的,仅是暗物质存在的一种表征。

    我们欣喜的是,全世界顶尖物理学家们已经行动起来对我们过去的一些理论开始进行如考古般的深究,这表明现代物理的发展已经到了一个重要而期待突破的关口。同时,我们对物理学家们勇敢而求实的科学精神深为钦佩。我本人当然希望中国更多的科学家们早日加入到这一科学前沿领域的研究上来。人类也惟有不断挑战,通过试验的理论的不断创新,反复提高自己,我们的文明成果才会更加丰盛,人类自身才会更加进步。
原帖由 遥远的星空 于 2008-8-20 14:04 发表


拜托暗能量的定义本身就是个问题。你是想说暗物质蕴涵的能量呢,还是不可探测的能量呢,还是与暗物质有关的能量呢?
文中引用的暗能量,是英文不可探测的能量的翻译,并不是一个科学定义词。你说什么是暗能量? ...


暗能量的英文就是Dark energy,在物理宇宙学中,暗能量是一种充溢空间的、增加宇宙膨胀速度的难以察觉的能量形式。暗能量假说是当今对宇宙加速膨胀的观测结果的最流行的解释。在宇宙标准模型中,暗能量占据着宇宙73%的质能,和暗物质是两把事
其实你13楼的搜索已经是很完整的答案了,可惜你根本不理解…
原帖由 遥远的星空 于 2008-8-20 08:13 发表


你的解释完全错误。。。竟然还有人附和。。。普通中国大众的基础知识真是差劲到极点。。。
常规宇宙中,质子是带正电的,电子是带负电的,而带负电的质子与带正电的电子组成的物质,就叫反物质。
反物质与正物 ...


膜拜一下,星空同学估计是文科生吧。
暗能量是这么定义的吗?
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暗物质与暗能量两大宇宙“黑势力”合流  
新华网 (2004-07-13 13:01:28)

 

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    暗物质和暗能量是当代宇宙学未解的两大谜,也决定着宇宙的最终命运,最新的理论表明:它们可能是一种东西。

    国际先驱导报文章 在过去几年间,科学家发现宇宙似乎充满着不是一种而是两种看不见的成分——暗物质和暗能量,它们占了宇宙整个物质构成的绝大部分,根据最新的估计,在宇宙构成中,暗能量占了75%,暗物质占23%,常规物质和能量只占2%。

    两大谜团合二为一

    1970年代,天文物理学家为解释星系的运动提出,一类看不见的粒子存在于星系周围,这类粒子随后被称为“暗物质”。根据天文观察资料,科学家们估计宇宙中暗物质有常规物质的10倍之多。对暗物质的一种解释是,它们是由一类新的粒子“弱相互作用大质量粒子”(简称WIMP)组成的,这种粒子不能发光,并和常规物质几乎不发生相互作用。迄今科学家们已做了大量实验来搜寻这类粒子存在的证据。

    1998年以来,为解释宇宙加速膨胀运动,一些科学家又提出“暗能量”概念,认为暗能量作为一种巨大的斥力在推动宇宙加速膨胀。

    揭示宇宙中这两种“黑势力”之谜成为了当前宇宙学的最大一个热点。日前,美国范德比尔特大学的理论物理学家罗伯特·谢勒提出一个新模型,把这两个谜缩减为一个,即认为暗物质和暗能量只是单一一种未知力量的两个方面。6月30日一期《物理学评论通信》杂志上刊载了描述他的这一模型的一篇文章。

    他说:“思考这个问题的一个方式是:宇宙充塞着一种看不见的流体,这种流体会对常规物质施加压力,并改变宇宙扩张的方式。” 谢勒认为,他的这一模型极其简单,并可避免先前试图把暗物质和暗能量统一起来的一些理论模型中的困难。

    两个不同的演化阶段

    谢勒在其理论模型中,把暗物质和暗能量统归为一种称为“标量场”的奇特能量形式。这种能量场有着严格的定义,而且性质复杂。在此,“场”是指一种具有能量和压力、遍及整个空间物理量。宇宙学家最先是用标量场来解释宇宙大爆炸之后的暴涨过程。根据暴涨理论,宇宙在大爆炸后即经历了一个持续时间不到一秒但暴涨了几万万亿倍的急剧膨胀过程。

    谢勒在其模型中引入了一个第二代标量场,称为“K-本质”。“K-本质”这一概念是由普林斯顿大学的理论物理学家保罗·斯泰恩哈德等人为解释暗能量而提出来的,但谢勒是第一个指出一种简单的“K-本质”标量场也可以用来解释暗物质的人。

    科学家们之所以提出“暗物质”和“暗能量”两个不同概念,原因是它们的表现不同。暗物质好像有质量并会形成巨大的团块,宇宙学家事实上计算出这些暗物质团块的引力作用在使常规物质形成星系的过程中起了关键作用。而暗能量相反地似乎是没有质量的,并均匀分布在整个宇宙空间,其作用与引力相反,是一种斥力,把宇宙推散开来。

    “K-本质”标量场能随时间而改变其行为。谢勒在研究一种非常简单的“K-本质”标量场——其中潜在的能量是固定的——时,发现这种标量场在其演化的某一个阶段时会发生团聚,导致看不见的暗物质粒子的效果,而随后在另一个阶段则会均匀分布在整个空间,具有暗能量一样的性质。     谢勒说:“这个模型在一段时间很自然地演化成一种像是暗物质的状态,然后又进到像是暗能量的状态。当我认识到这一点时,我想,‘这看来很有启发意义,值得好好研究一下。’”于是,谢勒更详尽地检查了这个模型,发现它不会产生先前那些试图把暗物质和暗能量统一起来考虑的理论模型的困难。

 我们处在一个特殊时期吗?

    最早描述暗能量的理论模型是修改广义相对论,引入“宇宙常数”这个量。“宇宙常数”是爱因斯坦建立静态宇宙模型时提出的一个概念,为的是和引力作用平衡,防止这样的宇宙模型在引力作用下收缩成一个点。但是,在天文学家观察到宇宙在膨胀后,爱因斯坦放弃了这个概念,因为他觉得这个概念已经不必要了。现在一些解释暗能量的理论模型重新引入“宇宙常数”概念,可以在很大程度上说明暗能量所导致的效应,但是这并不能解释暗物质。

    一种试图把暗物质和暗能量统一起来的努力是恰普雷金气体模型,这种理论模型以一位俄罗斯科学家上世纪30年代的工作为基础,能够先形成类似暗物质的状态随后形成类似暗能量的状态,但它不能说明星系的形成过程。

    今年初,哈佛大学的尼玛·哈卡尼-海默等人也提出了一种把暗物质和暗能量统一起来的模型,他们认为暗物质和暗能量是由一种看不见的、无所不在的流体的不同行为导致的,他们把这种流体称为“幽灵冷凝物”。这个模型和谢勒的模型有类似之处。

    谢勒本人承认,尽管他的模型有许多积极特征,它还是有一些缺陷。例如,它需要特别细微的“微调”才能使模型工作。谢勒本人还警告说:还需要进行更多的研究来判断该模型的表现是否和其他观察材料相一致。另外,这个模型也不能回答这样一个“巧合”问题:为什么我们生存在一个计算所得的暗物质和暗能量的密度大体相当的时期?许多科学家怀疑这是否意味着目前的时期有什么特殊之处。
很遗憾上面这个理论才是最前沿的理论。你大脑里的知识该刷新了。。。
暗流体:暗物质和暗能量也许是同一枚硬币的两面
2008-02-26    Steed        






美国圣安德鲁大学的天文学家认为,宇宙中神秘的两大“黑暗势力”——暗物质和暗能量,也许是同一种东西的两种不同表现方式。该校物理与天文学院的赵红胜博士已经证明,暗物质与暗能量之间的关联,也许比过去科学家所认为的更加紧密。



在宇宙中,我们已知的各类物质仅仅构成了宇宙物质总量的4%——其余的96%分别由暗能量和暗物质构成。英国华裔天体物理学、英国科学与技术设施委员会高级会员赵红胜博士指出:“暗物质和暗能量可能是同一枚硬币的两面。随着未来的天文学家逐渐认识到暗能量对星系产生的微妙影响,我们也会同时解开宇宙暗物质之谜。”



天文学家相信,不论是宇宙还是星系,都是由大量不可见物质所产生的引力聚集在一起的。这种不可见物质最早是在1933年由瑞士天文学家弗里茨·茨维伯尔(Fritz Zwicky)提出的,现在被天文学家称为暗物质。赵红胜博士指出:“暗能量早在60多年以前就以暗物质的形式体现出它们的存在了,如果我们接受暗物质和暗能量是拥有共同起源的同一种现象的话。”



在赵红胜的模型中,暗能量和暗物质只是同一样东西的不同表现形式,他把这种东西称为“暗流体”(dark fluid)。在星系尺度上,暗流体的性质类似于物质,而在更大的宇宙学尺度上,它的性质类似于暗能量,驱动宇宙加速膨胀。这一模型的重要性在于,它能详尽地推导出暗能量与暗物质比为3:1,这与目前的观测完全相符——其他模型无法解释这一比例。



目前,正在进行的许多不同的实验都致力于搜寻质量巨大的暗物质粒子。日内瓦附近欧洲原子能研究中心的大型强子对撞机(LHC)就是其中之一,它也许能够检测到暗物质粒子。然而,按照赵红胜博士的说法,这些努力都将是徒劳的。他认为:“在我们提出的这个比较简单的宇宙模型中,暗物质的能量级别低得惊人,甚至低于即将建成的大型强子对撞机的探测范围。迄今为止,搜寻暗物质的努力都集中在高能粒子方面。不过,如果暗物质是暗能量的另一种表现形式,它就不会在大型强子对撞机之类的实验设备中现身。”



不过,宇宙中也许根本不存在暗物质粒子。一些理论认为,只需对引力定律进行修正就可以解释暗物质和暗能量,赵红胜的模型与这些理论并不矛盾。



赵红胜博士最后总结说:“不管暗物质和暗能量是什么,这两种现象也许并不彼此独立。”
原帖由 遥远的星空 于 2008-8-21 08:35 发表


呵呵, 你不能理解物理的前沿知识也很正常。
我物理方面的学历肯定比你高,你放心好了。反正这种知识也不是要每个人都理解才成的,大多数人只要会使用成果就行了。
我能看到的学术论文都比你多。
你犯的错误说 ...



呵呵,你连暗能量的英文都不知道是什么,还“不可探测的能量”。质量亏损就是暗能量吗?知道斯隆巡天计划吗?知道暗物质的种类吗?
我看大哥你还是先学好基本物理的先,不要谷歌一些半吊子的文章混淆了视听,好好学习你13楼的话吧,这才是正确定义,不要发言前后定义矛盾。
原帖由 遥远的星空 于 2008-8-21 08:35 发表


呵呵, 你不能理解物理的前沿知识也很正常。
我物理方面的学历肯定比你高,你放心好了。反正这种知识也不是要每个人都理解才成的,大多数人只要会使用成果就行了。
我能看到的学术论文都比你多。
你犯的错误说 ...



呵呵,你连暗能量的英文都不知道是什么,还“不可探测的能量”。质量亏损就是暗能量吗?知道斯隆巡天计划吗?知道暗物质的种类吗?
我看大哥你还是先学好基本物理的先,不要谷歌一些半吊子的文章混淆了视听,好好学习你13楼的话吧,这才是正确定义,不要发言前后定义矛盾。
原帖由 遥远的星空 于 2008-8-19 08:49 发表
暗物质就是微粒,比原子更小的微粒,其运动速度比光速快,因此靠光学仪器,在物理学基础理论上就是测不准的。
测暗物质要依靠观察其对周围物质的影响痕迹来测。
暗物质不是反物质,或者说暗物质本身就包括反物质与 ...


看你这段话的水平,估计大学没学过物理,超光速粒子都出来了…。
先别讨论暗物质、暗能量了,这东西到底是什么都没有定论,也没有直接观测到,怎么争论,都是纸上谈兵。
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