暗能量.docx.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014-3-24,#,暗能量,起源,形成过程,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。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。天文学家埃德温,哈勃发现宇宙中的其它星系似乎都在向着距离人们生活的,银河系,越来越远,的方向移动。而且它们移动的越远，运行的速度就越快。但是，,天体,物理学家此前曾经指出，引力会,使得宇宙的膨胀速度逐渐减缓。之后在,1998,年，两个研究小组通过观察,Ia,型超新星,种罕见的恒星爆,炸的现象，能够释放出数量巨大的，持久的光,颠覆了天体物理学家提出的理论。,通过仔细测量来自这些活动的光是怎样向着可见,光谱,中红色的一端变化的,类似于当火车汽笛,声离你越来越远时，声调也会越来越低的,“,多普勒效应,”,。,“,真空,”,（有,科学,家认为,“,真空,”,不空）,空间本身似乎也在作为一种能够将物质分离开来的力量起作用。,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,。,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解释中最为流行的一种,1,。在宇宙标准模型中，暗能量占据宇宙,73%,的质能。,起源,暗能量现有两种模型：宇宙学常数（即一种均匀充满空间的常能量密度）和标量场（即一个能量密度随时空变化的动力学场，如第五元素和模空间）。对宇宙有恒定影响的标量场常被包含在宇宙常数中。宇宙常数在物理上等价于真空能量。在空间上变化的标量场很难从宇宙常数中分离出来，因为变化太缓慢了,。,对宇宙膨胀的高精度测量可以使我们对膨胀速度随时间变化有更深入的理解。在,广义相对论,中，,膨胀速度的变化受宇宙状态方程式的影响。确定暗物质的状态方程式是当今观测宇宙学的最主要问题,之一。,加入宇宙学常数后，宇宙学标准罗伯逊,-,沃尔克度规可以导出,-,冷暗物质模型，后者因与观测,结果的精确吻合而被称为宇宙,“,标准模型,”,。暗物质被认为是当今形式化宇宙循环模型的至关重要,的一个因素。,暗能量这个名词是由迈克,透纳引进的,。,宇宙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。在,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。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。,要提及暗能量，不得不先提及另外一个和它密切相关的概念,暗物质，之所以将其称之为暗物质,而不是物质就是因为它与一般的普通物质有着根本性的区别。普通物质就是那些在一般情况下能用眼,睛或借助工具看的见、摸得着的东西，小到,原子,、大到宇宙星体，近到身边的各种物体远到宇宙深处,的各种星系。普通物质总是能与光或者部分波发生相互作用或者在一定的条件下自身就能发光、或者,折射,光线，从而被人们可以感知,、,看见、摸到或者借助仪器可以,测量,得到，但是暗物质恰恰相反，它,根本不与光发生作用更不会发光，因为不发光又与光不发生任何作用，所以不会反射、折散或,散射,光,即对各种波和光它们都是百分之百的透明体！所以在天文上用光的手段绝对看不到暗物质，不管是电,磁波、,无线电,还是红外射线、伽马射线、,X,射线这些统统都毫无用处，故尔不被人们的感知所感觉也不,被目前的仪器所观测，故此为了区分普通物质和这种特殊的物质而将这种特殊的物质称之为,“,暗物质,”,。,形成过程,“,暗能量,”,相比较暗物质更是奇特的有过之而无不及，因为它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。由于微波背景辐射的细致观,测,(WMAP,的精密数据，,SupernovaeIa,的数据,),，呈现以下一些惊人的观测结果和数据：,a),宇宙年龄是,1372,亿年,b),哈勃常数是,714,公里,/,秒,/Mpc,c),宇宙呈现以下结构，宇宙总质量,(100%),重子,+,轻子,(4.4%)+,热暗物质,(2%)+,冷暗物质,(20%),+,暗能量,(73%),，而总密度,0=1.020.02,，亦即恰好差不多等同于平直空间所要求的临界密度。（这,个公式的意思是，在整个宇宙中我们目前所看到的星系只占整个宇宙的约,4%,左右，其余约,96%,的物质,都是我们看不见、不了解的东西。）,d),“,暗能量,”,将呈现一些前所未有的一些全新的性质：物质的状态方程由,P=Wn,所表示，,(,其中,P,是,压力,，,是密度，,W,是某一常数，,n,是某一数值,),，普通物质,W0,，,P0,，,0,，这就意味着物质所产生,的压力表现为正数、正值。,