宇宙中的暗物質、暗能量、反物質，它們之間的邏輯關係是什麼？

2023-03-29 18:52:19 1

在物理學和天文學領域，經常會出現一些新詞，比如暗物質、暗能量和反物質。這些概念對於一般人來說，第一次聽到就會覺得不知道說什麼好。然而，客觀地說，它們是真實的東西。當你對它們有了一定的了解，你就會感受到宇宙的魔力，對我們生活的宇宙有了更深的了解。今天，我們分組發言，首先是物質和反物質，然後是物質、暗物質和暗能量。

物質；反物質

在我們的宇宙中，有時間，空間和物質。所謂物質是各種天體，包括人和動物。物質由粒子組成，包括分子、原子等。

原子不是物質的最小組成單位，因為原子可以繼續細分為原子核和電子。原子核可以繼續細分為質子和中子。

質子和中子可以繼續被分成夸克，只是因為夸克的限制，到目前為止，我們還沒有辦法直接觀察到夸克的存在，但是通過轟擊質子和中子並分析偏轉角，我們就知道質子裡面仍然有結構。

根據目前的主流科學理論，我們知道宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸中。目前，我們不知道為什麼會有這樣大的爆炸。當然，根據宇宙學和量子力學，科學家認為大爆炸來自量子真值空(假真值空)的量子能量擾動(量子漲落)。當然，目前這只是猜測。在某種程度上，我們也很難核實這一說法是否屬實。

大爆炸後，宇宙處於純能量狀態，那時有大量高能電磁波(光子)。如果光子與光子碰撞，它們會做出反應。這個反應不是化學反應，而是從光子到其他粒子的轉換。例如，在一對高能光子碰撞後，它們可能產生一個正電子和一個電子。所謂的正電子是電子的反物質粒子。(事實上，光子的反物質粒子本身就是光子。)

你發現了嗎？宇宙原本非常對稱。正電子對應於電子。同樣，一對光子的碰撞也可能產生質子和反質子。因此，質子對應於反質子。至於光子碰撞會產生什麼樣的粒子，這取決於光子自身的能量。我們把與能被碰撞的粒子相對應的溫度稱為臨界溫度。

這裡的正電子和反質子是反物質。現在科學家也可以在一些宇宙高能射線中找到正電子的痕跡。

讓我們在這裡補充一點，量子力學有許多創始人，包括一位名叫狄拉克的大神。海森堡和薛丁格從不同的角度解釋了量子力學理論。他把量子力學理論和相對論結合起來，得到了狄拉克方程，其中預言了反物質粒子的存在。

湮滅發生在反物質和物質之間。例如，正電子和電子湮滅，然後完全轉化為光子。

與此同時，科學家還發現，在大爆炸的早期，每10億對正負物質粒子湮滅一次，但只剩下一個倖存者，而且每次都是正物質粒子。然而，科學家不知道為什麼會發生這種情況。這些積極的物質最終構成了我們當今世界的各種物質。因此，我們都是物質的。

物質；重要。暗能量

暗物質和暗能量是近年來使用頻率較高的詞彙，也是物理學和天文學的研究前沿。那它們是怎麼來的呢？

我們想說暗物質。我們都知道宇宙中的天體由於重力而相互圍繞著旋轉。如果一個天體轉得更快，為了阻止它飛出，中央天體需要提供更多的重力。在我們通常看到的鏈球比賽中，投擲者投擲鏈球越快，被抓住的力量就越大。如果力量不夠，錘子就會被扔出去。

科學家發現，天體繞著一些大星系運動的速度高於理論值，這意味著吸引它們的重力高於理論值。那是什麼在拉他們？

根據今天的理論，科學家推測它應該是一種我們無法觀察到的物質，也就是說，一種不參與電磁相互作用的物質，所以他們稱之為暗物質。

科學家還發現，幾乎所有的大星系都有暗物質，只有少數小星系沒有暗物質。這意味著暗物質實際上是星系的粘合劑。如果它們突然不存在，許多大星系將會分崩離析。

至於暗物質的具體性質，仍然是一個謎，科學家們仍在想各種方法來理解它。

接下來，讓我們談談暗能量。如上所述，宇宙來自一次大爆炸。大爆炸後，宇宙間的距離空擴大了。但是我們知道宇宙中有物質和暗物質，它們都提供引力。因此，科學家們認為，在大爆炸之後，由於重力的存在，宇宙空之間的膨脹速度已經逐漸減慢。然而，這只是猜測，最終將由觀察決定。

結果，科學家們被這一觀察驚呆了。非但沒有減緩宇宙的膨脹，相反，宇宙正在加速膨脹。這意味著一定有什麼東西能提供排斥力並加速宇宙的膨脹。因此，科學家稱這種東西為暗能量。同樣，什麼是暗能量仍然是個謎，我們離真正的答案還很遠。科學家比暗能量更了解暗物質。

雖然我們不知道暗物質和暗能量的性質，但這並不妨礙我們測量它們的含量。今天，科學家已經能夠根據普朗克衛星數據和現有理論估計宇宙中物質、暗物質和暗能量的比例。暗能量佔的比例最高，其次是暗物質，我們能觀察到的可見物質佔不到5%。