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东方人讲究阴阳对立,事物有阴就有阳,有明就有暗。物理学中把物质分为明物质和暗物质,所谓的明物质是人们能够观察到的物质,而暗物质是人们所不能观察到的,因为它看不见、摸不着,以至于人们会对它产生怀疑,暗物质究竟是否存在?它的能量又有多大呢?.
最初的时期宇宙里面什么都没有,甚至连质子、中子、电子这些颗粒都没有,只有能量,后来随着温度的降低,物质才慢慢产生。而像质子、中子和电子,这些物质都叫重子物质,也就是我们说的普通物质。
可暗物质它却并不普通,自然界目前只有四种相互作用,我们所熟悉的有引力相互作用、电磁相互作用,还有两种是原子核里边的强相互作用以及弱相互作用。普通物质中,这四种相互作用都有参加,但是暗物质除了引力以外,其他的几乎都没有。
两个物体如果碰撞,它们之间有一种力,这个力实际上是电磁力。电磁力使固体具有硬度,这种力也具有磁性和发光的特性,但是宇宙中的暗物质粒子,它们和普通物质粒子之间只有引力,而没有这种电磁力,这就意味着暗物质是不发光的,所以人们自然肉眼就看不到它,暗物质粒子之间碰撞以后会变成能量,比如伽马射线。
太阳绕着银河系中心在转,它有一个运行速度,其他的恒星也是这样,假如说太阳还有别的恒星位于银河系中心不同的位置,我们都可以观测到它们的速度,按照牛顿的引力理论,距离越远,质量是固定的,速度应该越小。恒星离银河系中心越远,速度应当降下来,理论上是这样。但实际上我们通过观测发现,恒星距离越远,而速度却没有降,那么就意味着除了发光物质以外、还有看不到的暗物质,因为大型星系团中的星系都具有极高的运动速度,如果没有暗物质来提供质量的话,在星系的外边缘恒星的速度之高应该使得它们早就该飞出了星系,但是它们却没有,这必定是有暗物质维系住了这些恒星的轨道。
我们现在观测到宇宙是平直的,宇宙空间不是弯曲的,暗物质假如说有的话,只占平直空间所需要能量的30%,而如果我们要让空间变成平直的,那么我们还需要70%的物质去填充它,那就是提供斥力的暗能量。
暗物质和暗能量是什么呢?是在牛顿的万有引力和爱因斯坦的广义相对论是正确的情况下,为了解释星系里边的物质的运动,这就需要暗物质。要解释宇宙为什么是平直的,我们需要暗能量。
不管是暗物质还是能量,都是我们观测宇宙的运动状态。宇宙对人类科学理论是一个不断的推进。不管是过去、现在或者是将来,物理理论的模型永远只是一个模型,不可能穷尽所有的东西,这还需要后人不断地推测论证。
下期预告
主题:话说“太阳”
特约嘉宾:林元章(中国科学院国家天文台研究员,国际天文学会会员)
时 间:
7月24日
9:30~11:30
地 点:
首都图书馆一层多功能厅
陈大明
博士,中国科学院国家天文台研究员
最初的时期宇宙里面什么都没有,甚至连质子、中子、电子这些颗粒都没有,只有能量,后来随着温度的降低,物质才慢慢产生。而像质子、中子和电子,这些物质都叫重子物质,也就是我们说的普通物质。
可暗物质它却并不普通,自然界目前只有四种相互作用,我们所熟悉的有引力相互作用、电磁相互作用,还有两种是原子核里边的强相互作用以及弱相互作用。普通物质中,这四种相互作用都有参加,但是暗物质除了引力以外,其他的几乎都没有。
两个物体如果碰撞,它们之间有一种力,这个力实际上是电磁力。电磁力使固体具有硬度,这种力也具有磁性和发光的特性,但是宇宙中的暗物质粒子,它们和普通物质粒子之间只有引力,而没有这种电磁力,这就意味着暗物质是不发光的,所以人们自然肉眼就看不到它,暗物质粒子之间碰撞以后会变成能量,比如伽马射线。
太阳绕着银河系中心在转,它有一个运行速度,其他的恒星也是这样,假如说太阳还有别的恒星位于银河系中心不同的位置,我们都可以观测到它们的速度,按照牛顿的引力理论,距离越远,质量是固定的,速度应该越小。恒星离银河系中心越远,速度应当降下来,理论上是这样。但实际上我们通过观测发现,恒星距离越远,而速度却没有降,那么就意味着除了发光物质以外、还有看不到的暗物质,因为大型星系团中的星系都具有极高的运动速度,如果没有暗物质来提供质量的话,在星系的外边缘恒星的速度之高应该使得它们早就该飞出了星系,但是它们却没有,这必定是有暗物质维系住了这些恒星的轨道。
我们现在观测到宇宙是平直的,宇宙空间不是弯曲的,暗物质假如说有的话,只占平直空间所需要能量的30%,而如果我们要让空间变成平直的,那么我们还需要70%的物质去填充它,那就是提供斥力的暗能量。
暗物质和暗能量是什么呢?是在牛顿的万有引力和爱因斯坦的广义相对论是正确的情况下,为了解释星系里边的物质的运动,这就需要暗物质。要解释宇宙为什么是平直的,我们需要暗能量。
不管是暗物质还是能量,都是我们观测宇宙的运动状态。宇宙对人类科学理论是一个不断的推进。不管是过去、现在或者是将来,物理理论的模型永远只是一个模型,不可能穷尽所有的东西,这还需要后人不断地推测论证。
下期预告
主题:话说“太阳”
特约嘉宾:林元章(中国科学院国家天文台研究员,国际天文学会会员)
时 间:
7月24日
9:30~11:30
地 点:
首都图书馆一层多功能厅
陈大明
博士,中国科学院国家天文台研究员