字典翻译 问答 初中 物理 暗能量从何演变而来.暗能量有多少.他能起到什么作用.
问题标题:
暗能量从何演变而来.暗能量有多少.他能起到什么作用.
问题描述:

暗能量从何演变而来.暗能量有多少.他能起到什么作用.

胡贞华回答:
  宇宙学中,暗能量是某些人的猜想,指一种充溢空间的、具有负压强的能量.按照相对论,这种负压强在长距离类似于一种反引力.如今,这个猜想是解释宇宙加速膨胀和宇宙中失落物质等问题的一个最流行的方案.   暗能量主要有两种模型:宇宙学常数(即一种均匀充满空间的常能量密度)和quintessence(即一个能量密度随时空变化的动力学场).区分这两种可能需要对宇宙膨胀的高精度测量和对膨胀速度随时间变化更深入的理解.因为宇宙膨胀速度由宇宙学物态方程来描写,所以测量暗物质的物态方程是当今观测宇宙学的最主要问题之一.   暗能量它是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量,宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量来推动的.之所以暗能量具有如此大的力量,是因为它在宇宙的结构中约占73%,占绝对统治地位.暗能量是近年宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果.支持暗能量的主要证据有两个.一是对遥远的超新星所进行的大量观测表明,宇宙在加速膨胀.按照爱因斯坦引力场方程,加速膨胀的现象推论出宇宙中存在着压强为负的"暗能量".另一个证据来自于近年对微波背景辐射的研究精确地测量出宇宙中物质的总密度.我们知道所有的普通物质与暗物质加起来大约只占其1/3左右,所以仍有约2/3的短缺.这一短缺的物质称为暗能量,其基本特征是具有负压,在宇宙空间中几乎均匀分布或完全不结团.最近WMAP数据显示,暗能量在宇宙中占总物质的73%.值得注意的是,对于通常的能量(辐射)、重子和冷暗物质,压强都是非负的,所以必定存在着一种未知的负压物质主导今天的宇宙.   宇宙的运动都是旋涡型的,所以暗能量总是以一种旋涡运动的形式出现.所以,在暗能量的旋转范围内能形成一种旋涡场,我们称之为暗能量旋涡场,简称为旋涡场.我们用En来表示太阳系的暗能量,用Ep来表示物质绕太阳系中心运动的总动能.当En=Ep时,太阳系旋涡场处于平衡状态,它既不会膨胀也不会收缩.但当En衰退时,太阳系旋涡场就会收缩,太阳系中所有的行星就会向太阳靠近.   “暗能量”只有物质的作用效应而不具备物质的基本特征,所以都称不上物质故尔将其称之为“暗能量”,“暗能量”虽然也不被人们所感觉也不被目前各种仪器所观测,但是人们凭借理性思维可以预测并感知到它的确存在.   物质的状态方程由P=Wρn所表示,(其中P是压力,ρ是密度,W是某一常数,n是某一数值),普通物质W≥0,P≥0,ρ≥0,这就意味着物质所产生的压力表现为正数、正值.   而暗能量的状态方程中的却是,W=-1.这则意味着“暗能量”的压力是负数、负值,压力是正值时就是我们所长说的“压力概念”,这很好理解,物质的密度越大压力则越大,而负值的压力就不是通常所说的压力了,而是人们常说的“吸力”更为关键的是这种负压力P却“负”得很大,大的让人不敢想象?!   近年来的科学家们一再通过各种的观测和计算证实,暗能量在宇宙中的确约占到73%暗物质约占到23%普通物质仅占到4%,这可是一个惊人的数字和消息,这将预示着我们现在看到的宇宙、认识到的宇宙只占整个宇宙的4%的比例,而占96%(57年诺贝尔奖得主李政道先生甚至还认为是99%以上)的东西竟然是不为我们所知道的.   有人认为,暗能量在宇宙中更像是一种背景和一种“超导体”,它就像是空气相对于人类或者是大海相对于鱼儿一样,故尔在宇宙物理学上它的确表现得更像一个真空,因此也有人把“暗能量”称之为“真空能”.真空是不是就是“暗能量”?“暗能量”是不是就是“真空能”呢?如果真空真是“暗能量”那么就应该具备一切能量的基本属性和基本特征——力量.可见真空是否具备力的特征和力的属性也就成为“暗能量”成为真空的前提条件.   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.   暗能量是什么,它的存在意味着什么?科学家才刚开始尝试回答这些问题.暗能量对宇宙整体的作用泄漏了它的行踪,而人们逐渐意识到,暗能量不仅对整个宇宙有影响,似乎也能操控宇宙的居民,指引恒星、星系和星系团(galaxycluster)的演化进程.虽然以前并没有意识到暗能量对这些结构的影响,但天文学家们几十年来一直在研究它们的演化过程.   讽刺的是,暗能量的无处不在,反而让人们很难意识到它的存在.暗能量与物质不同,它是均匀分布的,不会在某个地方聚集成团.不论是在你家的厨房,还是在星际空间,暗能量的密度都完全一样,约为10-26千克/立方米,相当于几个氢原子的质量.我们太阳系中所有的暗能量加起来,与一颗小行星的质量差不多,在行星的“舞蹈”中,几乎起不了作用.只有在巨大的空间尺度上和时间跨度上,才能体现出暗能量的影响力.
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