宇宙力量：神秘暗物质统治世界？_教法学法-查字典物理网

暗能量：引力的“对手”

苹果为什么会落地？人为什么跳不离地球？我们知道，这是因为存在引力的缘故。在宇宙大爆炸理论中，引力也发挥了作用，它使宇宙的膨胀速度减小。但科学家们最新观测发现，现在宇宙实际上在不断加速膨胀。这就是说，宇宙很有可能先减速、后加速膨胀，而且其中存在一种与引力作用相反的力把时空结构向外推。我们如今称之为负引力，也就是“暗能量”。

宇宙真的是先减速、后加速膨胀吗？“暗能量”真的存在吗？

超新星帮助科学家解决了这个问题。超新星是爆炸中的恒星，它发出的亮度是几十亿颗恒星亮度的总和。我们可以从它的亮度来判断宇宙膨胀的速度。因此，如果是在宇宙减速膨胀中诞生的星体，其发出的光到达地球时，该星体和地球之间的距离由于膨胀减速的原因要比预计的近，因而地球上的观测者会发现其光要比预计中更亮。然后可根据这一亮度差异来判断宇宙处于减速膨胀阶段。

1997年，科学家观测到了一颗编号为“1997ff”的超新星。对光线的相对强度进行的研究表明，它爆发于110亿年前，是迄今发现的最遥远的超新星。当时宇宙的年龄只有现在的四分之一。这颗超新星亮度是预计正常亮度的两倍，而且比距离更近、更年轻的超新星爆炸发出的光还要亮。科学家据此判断，“1997ff”爆炸时宇宙处于减速膨胀阶段。

这一发现不仅证实了宇宙膨胀先减速后加速，也证明宇宙中确实存在暗能量。暗能量和引力两者综合决定宇宙的膨胀速度。引力如胶水一样，试图把物质结合在一起；暗能量与引力相反，试图将物体分开。据推测，大约在60亿年前，引力在与暗能量的较量中落败，暗能量占据上风，宇宙进入加速膨胀状态。

暗能量占宇宙的三分之二

“暗能量”的概念最早是由爱因斯坦提出来的，但后来爱因斯坦把这个概念说成是他科学生涯中的大错误，因为它破坏了广义相对论的优美性。从那以后，暗能量成了科学家争论的话题。今年2月的美国《发现》杂志提出了物理学11大困扰，其中一大困扰就是暗能量。一般认为，暗能量不是物质，而更接近能量。根据计算，常规物质和看不见的物质——暗物质加起来并不足以构成整个宇宙，剩余成分就是暗能量。那暗能量占据宇宙成分的多大比例？

科学家猜测说，可能达到三分之二。这一猜测近日得到了证实。科学家这一次使用的是类星体。类星体是宇宙中的“四不象”，体积相对较小而能量巨大。它在一般光学观测中类似恒星，但实际与恒星并不相同，因此被称为类星体。一些质量巨大的天体会导致经过它们附近的光线等发生弯曲，使遥远天体的成像产生扭曲和变形，这一原理与光学透镜类似，因而被称为“引力透镜”效应。

借助设在英国和美国的一些大型射电望远镜，科学家们共对数千个遥远类星体进行了观测，结果发现平均每700个类星体中就有一个受到“引力透镜”的影响，其射电信号会发生弯曲，最终出现两个以上“虚像”。科学家们认为，这也许只有暗能量才能解释。他们的进一步分析表明，在假设暗能量占到宇宙成分的三分之二时，理论计算与实际观测的结果最为吻合。这一计算过程我们暂且不去深究。

暗能量如此奇怪，以至于甚至连负责这一研究的英国曼彻斯特大学的伊恩·布朗说：“宇宙由暗物质所统治，这想法太奇怪了。值得大家去仔细研究验证。”

任何给定的空间暗能量都很小

我们为什么感受不到暗能量？科学家说，在任何一个给定的空间里，暗能量的量很小，因此它的作用在日常生活中不能被感觉出。但在广漠的宇宙空间中，其效果将非常强大，足以使星系和星系簇分离开。

对于暗物质的研究有助于我们更好的去了解宇宙。相对于宇宙来说人类是渺小的，科学技术跟不上人们探索宇宙的迫切心情。但是研究宇宙是一件长远的事情，还需要我们继续努力。

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