当前位置： 当前位置：首页 >湖北省 >從未見過暗物質和暗能量，為什麽我們認為它們存在？正文

天文學家希望在歐幾裏德任務繪製的宇宙星係分布圖中找到暗能量的特征。(圖片來源:歐空局)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（Tereza Pultarova）：科學家們認為，我們對構成宇宙的物質隻有大約5%的了解。是的，你沒看錯。宇宙學模型表明，根據現有的理論，不可見的能量和物質必須構成宇宙的95%。
宇宙中不可見的部分由兩種成分組成，暗能量和暗物質。後者沒那麽神秘，科學家們相當確定它的存在:沒有它，引力定律根本不起作用。如果隻有可見物質的話，我們所看到的星係不可能在大爆炸以來的時間裏聚集到現在的大小。事實上，如果可見物質的引力是將它們拉在一起的唯一力量，許多星係甚至不會像現在這樣保持在一起。
歐洲的新太空望遠鏡歐幾裏德將試圖繪製這種看不見的東西，但如果它的發現不符合預期呢？很多事情都岌岌可危，包括愛因斯坦廣為人知的廣義相對論。
20世紀30年代的首次觀察表明，暗物質一定在宇宙中普遍存在，以防止物體飛離。從那以後，天文學家發現這種看不見的暗物質必須構成宇宙中所有物質的至少85%。幾十年來，科學家一直試圖檢測這種不可見物質，他們認為，這種物質必須由某種粒子組成，可能類似於幾乎不與可見世界相互作用的惰性中微子。
然而，暗能量的情況更加複雜。這種難以捉摸的力量的發現可以追溯到1998年，當時天文學家發現宇宙的膨脹正在加速。膨脹本身最初是由大爆炸的能量驅動的，但由於大爆炸發生在很久以前(準確地說是138億年前)，這種膨脹應該正在放緩。
為了解決這個難題，理論家們假設一定存在某種神秘的力量，即暗能量，這種力量對抗重力，驅使物質分離。根據美國宇航局的說法，宇宙學模型顯示，暗能量占宇宙所有能量的68%。但是天文學家承認它存在的證據有點模糊。
英國蘭開斯特大學天體物理學教授、歐幾裏德科學家伊澤貝爾·胡克告訴Space.com說:“當你認為那裏隻有重力時，宇宙的[加速膨脹]就沒有意義了。”。“它不應該減速。所以我們觀察到它變得越來越快的事實意味著一定有別的東西。我們稱之為暗能量，因為我們根本不知道它是什麽。”
胡克是1998年發現這一現象的小組成員之一，從那時起，他就像其他許多科學家一樣，一直想知道這種暗能量究竟是什麽。
“我們真的不知道，”她說。“最好的理論是，它可能是空間本身的某種屬性，就像一種無處不在、無時不在的能量，但沒有解釋它應該是什麽。”
模型表明，這種能量必須均勻地分布在整個宇宙中，並且總是具有相同的強度。在宇宙早期，暗能量的影響並不明顯，因為大爆炸最初的“反衝”推動了宇宙的大部分膨脹。然而，大約50到60億年前，暗能量成為“一種主導力量，對抗正常物質和暗物質的引力，”歐洲航天局(ESA)歐幾裏德項目經理朱塞佩·拉卡告訴Space。
“這有點令人不安，隨著宇宙的膨脹，這種能量似乎有一個恒定的密度，”拉卡說。“這意味著(額外的)能量產生了，因為密度是恒定的。它不會因為宇宙變大而被稀釋。所以這意味著有額外的能量。”
然而，也有可能根本不存在暗能量這種東西，並且需要暗能量存在的宇宙學模型是錯誤的。這些模型基於阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論，該理論用一係列方程描述了宇宙的物理“規則”。如果歐幾裏德望遠鏡(以及其他即將到來的用於研究暗能量的望遠鏡)的未來觀測表明暗能量並不是一種恒定的、無所不在的力量，這將意味著這個著名的理論並不完全正確。
“我們知道廣義相對論在係統層麵上工作得很好，”拉卡說。“但有一種可能性是，它在宇宙尺度上並不那麽有效，因此不需要暗能量。”
歐幾裏德將通過繪製100億年前的星係分布圖，並比較這種分布在宇宙演化過程中的變化，來尋找暗能量的證據。這些觀察將揭示是否真的有一種恒定的、無所不在的力量在起作用，或者是否有別的事情正在發生。
“我們可能會發現，我們並不是在所有地方都看到這個能量常數的[影響]，但我們在某些地方或時間上看到了一些差異，”胡克說。“然後事情會變得非常有趣，這真的會是革命性的，因為我們必須徹底改變我們的理論。”
這可能意味著發現者將獲得諾貝爾獎。歐幾裏德望遠鏡於7月1日由SpaceX獵鷹9號火箭發射，將花費六年時間繪製我們銀河係以外三分之一的天空。隻有到那時，天文學家才有足夠的數據來確定。