暗物質是如何影響宇宙大爆炸的？來看看天文學家怎麼說？

2023-04-02 01:19:48

永無止境的競爭:膨脹與引力也許上一代人對宇宙最偉大的發現是在20世紀末，當時我們發現了宇宙中最令人不安的事實之一:隨著時間的推移，遙遠的星系不僅遠離我們，而且加速遠離我們。超新星宇宙學項目和高z超新星搜索小組發現的宇宙加速膨脹獲得了2011年諾貝爾物理學獎，但這是宇宙中最奇怪和最無法解釋的現象之一。問題是宇宙並不總是像這樣加速遠離我們。幾十億年來，膨脹的速度已經放緩，對於一個100億年前的活人來說，宇宙似乎要崩潰了讓我們看看發生了什麼以及我們是如何知道的。

在20世紀20年代，四個證據——三個觀察證據和一個理論證據——結合起來告訴我們宇宙正在膨脹。他們是:

這導致了一幅早在1929年的宇宙圖，當時宇宙比現在更熱、密度更大、膨脹速度更快。隨著時間的推移，宇宙變得越來越冷，密度越來越大，膨脹越來越慢。

如果你在大爆炸的背景下思考，這是有意義的想像一下，大爆炸是一場偉大宇宙競賽的開始。一方面，這是一場初始擴張速度驚人的比賽；另一方面，這是一場萬有引力的競賽，它能把一切拉回到一起。你可以很容易地想像三種不同的可能性，每一種都將給宇宙帶來不同的命運:

所以幾十億年來，確切地說，大約70億年來，我們生活在一個關鍵的宇宙中。膨脹從輻射(光子和中微子)開始，然後冷卻到足以讓物質(包括正常物質和暗物質)佔據主導地位隨著宇宙的膨脹，物質的密度降低，因為物質的密度只是質量(常數)除以體積(增加)

但是在某個時刻，物質的密度下降到如此低的值，以至於對宇宙能量密度的另一個更微妙的貢獻開始出現:暗能量在大約70億年的時間裡，暗能量的價值達到了總能量密度的百分之幾。當宇宙達到78億年時，暗能量密度達到了一個非常重要的值:宇宙總能量密度的33%。這是一個非常重要的值，因為在一個充滿物質的宇宙中，這是導致通貨膨脹率開始加速所必需的暗能量！

從那時起，大約60億年前，物質密度持續下降，而暗能量保持不變。目前，暗能量約佔宇宙總能量的68%，物質總能量約為32%(暗物質佔27%，正常物質佔5%)在未來，隨著時間的推移，物質的密度將繼續下降，而暗能量的密度將保持不變，這意味著暗能量將變得越來越佔主導地位。

對於單個星系來說，這意味著從我們的角度來看，在大爆炸的瞬間，一個從我們身邊迅速消失的星系在最初的78億年裡將以較慢的速度下降。到那時，衰退的速度將停止放緩，並將在短時間內保持不變。從那時起，它將加速。隨著我們和遙遠星系之間的空間以越來越快的速度膨脹，它將以越來越快的速度後退。在某種程度上——這很可怕，它已經適用於可見宇宙中97%的星系——除了我們的星系團之外，每個星系似乎都以大於光速的速度後退，因為物理上的限制，我們永遠無法到達它。據我們所知，今天宇宙總是有其固有的暗能量然而，它花費了78億年或整個宇宙的歷史，也就是說，在我們的太陽系形成之前大約15億年，在物質密度下降到暗能量主導宇宙膨脹的程度之前。從那時起，除了我們的星系團之外，所有的星系都在加速遠離我們，並將繼續加速，直到最後一個星系消失。在過去的60億年裡，宇宙一直在加速。如果我們來得更早，我們可能永遠不會考慮一個超越直覺能指引我們的三種可能性的選擇。事實上，我們現在可以準確地感知宇宙並得出結論，這也許是最大的回報。

參考

1。維基百科全書

2。天文名詞

FY:陳幸妤

作者:伊森·西格爾

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