据澳大利亚《堪培拉时报》网站3月10日报道,宇宙里有什么?我们目前认为宇宙里有几千亿到几万亿个星系。每个星系有大约1000亿颗恒星,所有这些恒星都有行星,这些行星又有卫星。
但所有这些——组成这一切的原子、分子和气体——只占宇宙的5%。另有25%是被称为暗物质的东西,星系大部分的质量源自暗物质。我们认为这是一种存在微弱相互作用的粒子。暗物质本身不发光,但我们可以通过它借助引力跟普通物质相互作用来对它进行测量。
最后的70%是暗能量。1998年被两个团队(一个由诺贝尔物理学奖得主布赖恩·施密特领导)发现的暗能量正在让宇宙加速膨胀。暗能量到底是什么是一个谜。它的作用与引力相反——不是把东西拉到一起——暗能量把东西推开。如果引力像真空机,暗能量就是鼓风机。
我们如何测量暗能量是什么,以及它让宇宙扩张的速度有多快呢?我们借助那些已知亮度的物体——“标准烛光”。
想象夜晚站在一条有几根灯柱的长街上。灯柱安装的是一样的灯泡,但远处的灯柱比近处的要暗。因为光会随着距离的增加而变暗,如果我们知道灯泡的亮度和它应该有多亮,我们就可以测量与灯柱之间的距离。
Ia型超新星是一种独特的恒星爆炸。这些恒星从附近的恒星吸取质量,当它们达到临界质量时,它们就会爆炸。由于它们爆炸的质量大致相同,它们的亮度也差不多——也就成了“宇宙灯泡”。
位于智利的暗能量观测站——这个研究项目涉及来自多个大陆的400多名科学家,目前已经运行了5年多时间——反复拍摄南方天空的一些区域。通过反复拍摄天空,你可以寻找像新爆炸恒星这样的变化。该项目发现了数以千计的超新星以测量宇宙的属性。
在爱因斯坦发展他的广义相对论时,他起初加入了一个名词“宇宙常数”以抵消引力,否则他的方程式就意味着宇宙膨胀了。
但在20世纪20年代发现宇宙膨胀后,他去掉了宇宙常数,并称这是自己最大的错误。
我们过去对暗能量的测量似乎表明它是恒定的。随着宇宙扩张,暗能量的力量维持不变——不像引力那样减弱。它与爱因斯坦的宇宙常数(真空能量)很像。
这很奇怪,因为我们已知的所有其他力(比如引力和磁力)都是距离越远、力的作用越弱。这就是为什么太阳的引力比地球大得多但你仍然停留在地球上。太阳的距离远得多,它的引力也弱得多。
但现在通过对数以千计的超新星十年的研究,我们发现了接近真空能量的东西,但并不完全一样。也许是暗能量更复杂并且确实随着时间推移而变化。
真是一个奇怪又神秘的宇宙。
来源/参考消息网