天文讲座-暗物质与暗能量 共29页
宇宙中的暗物质和暗能量
宇宙中的暗物质和暗能量在我们所熟知的宇宙中，暗物质和暗能量是两个神秘而又引人瞩目的概念。
它们是构成宇宙的重要组成部分，却又极其难以被观测和理解。
本文将探讨宇宙中的暗物质和暗能量，以及它们对宇宙演化的重要意义。
一、暗物质：宇宙中的隐形力量暗物质，顾名思义，是一种不发光、不与电磁波相互作用的物质。
在宇宙中，暗物质占据着绝大部分的比例，约占宇宙总质量的27%。
然而，我们却无法直接观测到暗物质，它宛如一个隐形的力量，只能通过间接的天文观测和理论推测来认识它的存在。
暗物质最重要的证据之一来自于星系旋转曲线的观测。
根据牛顿力学的理论，我们预期星系中的物体离开星系中心后速度会递减，但观测结果却显示了完全相反的情况。
星系的恒星和气体在远离中心的轨道上具有高速度，这表明星系中存在着额外的引力源。
暗物质被视为解释这种现象的最佳候选者，它通过引力相互作用影响着星系中的可见物质运动。
此外，宇宙微波背景辐射的研究也提供了暗物质存在的证据。
宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸后剩余下的热辐射，通过对其温度分布的观测研究，科学家们发现，只有假设存在暗物质，并通过暗物质的引力作用，我们才能解释宇宙背景辐射的密度涟漪分布。
暗物质的本质依然是一个谜，科学家们提出了一些理论模型来解释它的组成，如超对称理论和阿克西恩理论等。
然而，迄今为止，还没有观测实验能够直接揭示暗物质的本质。
对于暗物质的研究仍然是当前宇宙学的重要课题之一。
二、暗能量：加速膨胀的推动力暗能量是另一个神秘的存在，它是一种反重力效应的能量形式，可以推动宇宙的加速膨胀。
根据观测数据表明，暗能量占据了宇宙总质能的约68%，比暗物质还要更多。
暗能量的存在最早由对超新星爆发的观测研究得出，当大型星系团中的超新星爆发时，科学家们观测到远离中心的超新星亮度比预期要高，这可以解释为暗能量的推动效应，使得宇宙膨胀速度越来越快。
暗能量的性质和来源同样是一个谜。
一种被广泛接受的解释是，它是宇宙真空的一种属性，被称为“宇宙常数”。
揭秘宇宙之谜——暗物质与暗能量
揭秘宇宙之谜——暗物质与暗能量在浩瀚的宇宙中，存在着许多人类尚未解答的谜题，其中最令人着迷的莫过于暗物质和暗能量。
这两个概念虽然听起来充满神秘感，却是现代物理学和天文学研究的前沿话题。
暗物质是一种无法直接观测到的物质，不发光也不吸收光线，因此不能通过常规的天文望远镜来检测。
科学家之所以推断其存在，是因为它对宇宙中的星系旋转速度、星系团的动力学行为以及宇宙大尺度结构的形成有着不可忽视的影响。
如果没有暗物质的引力作用，我们现有的物理定律难以解释这些现象。
暗能量则更加神秘，它是宇宙加速膨胀的幕后推手。
在1998年通过对Ia型超新星的观测揭示出宇宙膨胀速度不仅没有减缓，反而在加快。
这一发现震惊了科学界，因为按照当时的物理学理论，宇宙膨胀应该是减速的。
为了解释这一现象，科学家们提出了暗能量的概念，认为它是一种充斥在整个空间中的能量形式，推动着宇宙的加速膨胀。
尽管暗物质和暗能量的存在已经得到广泛认可，但它们的真身仍是一个谜。
目前流行的理论认为，暗物质可能是由一种或几种未知粒子组成，这些粒子不参与电磁相互作用，因此无法被直接观测。
而暗能量的本质更是众说纷纭，有的科学家认为它可能与量子场论中的真空能有关，也有研究者探索其他可能性。
研究暗物质和暗能量不仅对于理解宇宙的基本规律至关重要，也对我们自身的未来有着深远影响。
例如，如果能够揭开暗物质的面纱，可能会带来新的物理理论和技术革命；而了解暗能量的性质，则可能为解决能源问题甚至实现星际旅行提供线索。
尽管目前我们对暗物质和暗能量的了解还非常有限，但是科学家们正在利用地下实验室、粒子加速器、深空探测等手段进行探索。
随着技术的进步和理论的发展，我们或许能够在不久的将来揭开它们神秘的面纱，解锁宇宙更深层次的秘密。
在追求知识的道路上，暗物质与暗能量如同两扇待开启的大门，背后隐藏着宇宙的真相。
我们对它们的认识每深入一层，对宇宙的理解就会提升一步。
这是一场漫长而艰巨的探索，但也是充满希望和梦想的旅程。
天文学概念知识：宇宙学中的暗物质和暗能量的物理意义
天文学概念知识：宇宙学中的暗物质和暗能量的物理意义在宇宙学研究中，暗物质和暗能量是两个极其重要的概念。
它们对于我们理解宇宙的演化和结构都有着至关重要的意义。
本文将从物理意义和研究进展两个方面来探讨暗物质和暗能量的相关问题。
一、物理意义1.暗物质暗物质是宇宙中一种尚未被发现的物质，因其不与电磁波相互作用，所以不能被直接观测到。
目前，对于暗物质的存在、组成、性质等还存在很多未知的问题。
但通过对宇宙学和天体物理学的研究，我们可以借助间接观测的手段，来推测暗物质存在的证据。
暗物质的物理意义，在于它对宇宙的形成和演化起到了重要的作用。
宇宙的加速膨胀、星系的旋转速度、星系团的质量、宇宙微波背景辐射等现象，都表明暗物质存在，并且它是构成宇宙90%以上物质的主要组成部分。
只有理解暗物质，我们才能更好地研究宇宙的结构和演化，推理宇宙的结构演化史和未来的发展方向。
2.暗能量暗能量是宇宙中一种压强为负的能量形式，它的存在使得宇宙加速膨胀。
相比之下，普通的物质（如可见星系中的星体、尘埃和气体等）和辐射（如宇宙射线、X射线、光、微波辐射等）对宇宙的加速膨胀都是起减速作用的。
目前，对于暗能量的本质还没有达成共识，它的产生和由何种粒子、能级等组成依然存在着很多科学家的争议。
暗能量的物理意义，在于它对宇宙学研究及宇宙的演化方向产生了重大影响。
它是宇宙演化的基础性驱动力，改变了宇宙膨胀的性质，推动了未来的宇宙演化，影响了宇宙的总体结构。
加速膨胀的宇宙具有不同于减速膨胀（或收缩）宇宙的性质，这意味着对于宇宙与普遍理论的关系、物理规律的变化和宇宙结构的表现等都带着新的挑战和机遇。
二、研究进展1.暗物质经过几十年的研究，暗物质的存在已经被普遍接受，并在很多宇宙学理论和模型中被广泛应用。
但暗物质的本质至今仍然未被确认。
目前，关于暗物质性质的研究主要有两种思路：一是探测暗物质的粒子性质（暗物质粒子研究），二是通过观察宇宙的结构和演化，对暗物质的性质做出推测（宇宙学研究）。
理解黑暗物质和暗能量
理解黑暗物质和暗能量近年来，人们对黑暗物质和暗能量的研究越来越深入，但这两个概念始终还是比较抽象的。
那么，什么是黑暗物质和暗能量呢？它们又有什么特性和作用呢？本文将从理论模型到实验结果，从宇宙到粒子，一步步为大家揭开这个谜题。
一、黑暗物质黑暗物质首先是通过天文学观测而发现的一种奇怪物质。
在20世纪80年代，天文学家利用体积观测到了许多沿银河系周围运动的恒星。
因为这些恒星的高速运动，被人们称为高速运动星轨道问题（或银河系旋转问题）。
根据牛顿力学和运动定律，这些恒星应该逃离银河系。
然而这些恒星没有离开，它们笼罩在黑暗物质的引力场内，也就是说，黑暗物质的质量在恒星周围组成了巨大的引力场帮助恒星运动。
这个引力场唯一的理解就是，这些恒星受到了由银河系外黑暗物质团块所组成的引力场的作用，而这个物质是天文学家从其他物质计量中未能观测到的，因此被称为“黑暗物质”。
在宇宙中，也有不少明显跟恒星和尘埃不同、但又有明显跟白矮星、中子星和黑洞也不同的天体，例如对恒星束缚更为强烈、重力波和引力透镜现象中表现出清晰不同、在回响和消光方面表现不同等。
它们所显示的明显星系外物质在天文学上被认为也是黑暗物质。
黑暗物质的密度是银河系等天体的可见物质的5倍以上，同时，更长的星系运动、更高的温度分析和更远的银河系中的黑洞应该包含更多的黑暗物质，该数据已卓有成效地预测了哪些邻近星系的数量和星系结构，而且成功地证实了耗散运动（星系形成和并行）是由于大量存在的黑暗物质形成引力场而出现的。
二、暗能量暗能量是相对于黑暗物质而言的，指导致宇宙加速膨胀的一种source,同时它也是宇宙能量守恒原则在引力方程中的表现形式。
暗能量由于我们无法观测到，所以被称为“暗”能量。
对暗能量最早的观测是由两组独立的天文学家完成的，又因为这个现象而被称为“偏远II超新星实验”。
它是研究暗能量的重大里程碑，奠定了关于暗能量存在的事实，并且得到了诺贝尔物理学奖的奖励。
值得一提的是，暗能量是推动宇宙加速膨胀的主要力量。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量什么是暗物质暗物质（Dark Matter）是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。
暗物质的密度非常小，但是数量非常庞大。
自从牛顿发现了万有引力定律以来, 人们就一直尝试用引力理论来解释各种天体的运动规律, 在这个过程中, “暗物质”的概念很早就已经形成了。
现代意义下的暗物质概念是瑞士天文学家家弗里兹·兹威基（Fritz Zwicky）早在1933 年研究后发星系团中星系运动的速度弥散时就提出来了。
他根据所测得的星系速度弥散并应用维理定理得到了后发星系团的质光比, 发现其比太阳的质光比要大400 倍左右。
1934 年，他在研究星系团中星系的轨道速度时，为了解释“缺失的物质”问题而正式提出了暗物质的概念．但当时并没引起太多的关注，直到40 年后，人们在研究星系中恒星的运动时遇到类似的困难: 人们发现如果仅考虑可见( 发光) 物体彼此之间的相互吸引力，那么各式各样的发光天体( 包括恒星、恒星团、气状星云，或整个星系) 运动的速度要比人们预想的快一些。
暗物质存在最直接的证据来自于漩涡星系旋转曲线的测量。
通常测量的旋转曲线在距离星系中心很远的地方会变平, 并且一直延伸到可见的星系盘边缘以外很远的地方都不会下降。
如果没有暗物质存在, 很容易得到在距离很远的地方旋转速度会随距离下降: v(r)= GM(r)! r ∝1!r因此, 平坦的旋转曲线就意味着星系中包含了更多的物质。
2003 年，Wilkinson 微波背景各向异性探测( WMAP) 、Sloan数字巡天( SDSS) 和最近的超新星( SN) 等天文观测以其对宇宙学参数的精确测量，进一步有力地证实了暗物质的存在．这在人类探索宇宙奥秘和物质基本结构的道路上无疑是一个光辉的成就．最新数据显示，在宇宙能量构成中，暗能量占72%，暗物质占23%，重子类物质只占了5%左右．暗物质的探测暗物质的探测可以分为如下3 种方法。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量导言：暗物质与暗能量是当今天文学领域中备受关注的热门话题。
它们是构成宇宙的重要组成部分，能够影响到宇宙的演化和结构形成。
本文将深入探讨暗物质与暗能量的概念、性质以及它们对宇宙演化的影响。
一、暗物质的概念与性质1.1 暗物质的定义暗物质是一种无法直接探测到的物质形式，不与电磁辐射相互作用，因此无法在实验室中观测到。
然而，通过对天体运动的观测和宇宙背景辐射的分析，科学家们认为暗物质存在于宇宙中，占据着巨大的比例。
1.2 暗物质的组成目前，科学家还不清楚暗物质的确切组成。
理论上，暗物质可能由一种或多种新型粒子组成，这些粒子与我们熟知的基本粒子不同。
暗物质粒子所具有的性质，仍是科学探索的课题。
1.3 暗物质的重要性虽然暗物质不直接与电磁辐射相互作用，但它通过引力与其他物质相互作用，对宇宙的演化产生了巨大的影响。
暗物质的引力作用维持着星系的稳定、决定了星系的形态结构，并在宇宙大尺度结构的形成过程中发挥重要作用。
二、暗能量的概念与性质2.1 暗能量的定义暗能量是一种解释宇宙加速膨胀现象的假设能量。
它是存在于宇宙各处的均匀能量场，填满了整个宇宙空间。
2.2 暗能量的特点暗能量具有负压力，这种压力表现为负的引力效应，使得宇宙膨胀加速。
暗能量的密度是恒定的，因此随着宇宙的膨胀，暗能量会不断增加。
2.3 暗能量的研究意义暗能量的存在及其引起的宇宙加速膨胀现象仍然是科学难题。
科学家们希望通过深入研究暗能量的性质，揭示宇宙的演化规律，推动宇宙学理论的发展。
三、暗物质与暗能量的关系与影响3.1 暗物质与暗能量的对比虽然暗物质与暗能量都是宇宙中未知的成分，但它们在多个方面存在显著差异。
暗物质通过引力影响星系尺度结构的演化，而暗能量则主要影响宇宙的整体膨胀。
3.2 暗物质与暗能量的共同作用虽然暗物质与暗能量的性质不同，但它们的作用共同影响着宇宙的演化：暗物质的引力凝聚了可观测物质和星系结构，而暗能量则促使宇宙膨胀加速。
理解银河系中的暗物质和暗能量
理解银河系中的暗物质和暗能量当人们谈论宇宙时，难免会提到银河系。
在很长一段时间里，人们通过天文观测和科学研究了解到了银河系的结构、星系分布情况等方面。
然而，随着科学技术的发展，人们逐渐意识到银河系的构成可能比我们想象的更为复杂，其中就包含着神秘的暗物质和暗能量。
何谓暗物质暗物质，顾名思义就是藏在宇宙中的无形物质，与我们所熟悉的物质有着本质的区别。
就目前所知，暗物质的密度约占银河系总质量的5/6，可谓是银河系“隐形”的主要原因之一。
那么，暗物质到底是什么呢？我们知道，构成物质的基本粒子包括质子、中子、电子等，它们可以通过物理实验和观测手段被检测到。
而暗物质却不同，它不与电磁波相互作用，不发光、不发热、不发射射线，因此也就无法直接被探测到。
一些科学家认为，暗物质可能由一些新型基本粒子构成，它们不像常见物质那样受到电磁力的约束，但却具有重力作用。
换句话说，暗物质能够通过重力影响可见物质的运动，比如引起恒星轨道的偏移等。
此外，根据宇宙背景辐射的测量数据，暗物质的密度分布也可以推算出大概的分布情况。
暗物质的存在并非建立在纯粹的推测之上，它背后有航天探测、天文观测等科学研究作为支撑。
但由于科学技术和仪器的限制，我们还无法直接探测到暗物质，这一问题成为了众多科学家争论的焦点之一。
暗物质的研究意义探索暗物质的原理和分布情况，对于了解银河系的演化历程和宇宙的结构演变具有重要意义。
通过量化暗物质的分布、形态、密度等信息，我们可以进一步验证和完善天体物理学的理论模型，推动相关研究领域的发展。
此外，暗物质在宇宙学、天体物理学和粒子物理学等多个领域都有重要应用，可以帮助人们更深入地认识宇宙的本质和规律。
何谓暗能量除了暗物质，银河系中还隐藏着另一项神秘成分，那就是暗能量。
暗能量是指一种不明确的能量，其存在主要是为了解释暗物质所带来的重力影响偏差。
根据文献资料，暗能量在宇宙形成的早期就已经存在，它带来的反重力效应是导致宇宙膨胀加速的主要原因。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量张天高耀文二宇社七班当我们来到没有光污染的郊区，或者到更远的农村，仰望夜空繁星闪烁时，才会感受到宇宙的广大和自己的渺小。
此时便会产生无数的疑问，星星到底是什么？是萤火虫还是天上的街市？宇宙深处是什么？宇宙有边缘吗？宇宙是怎样产生的？将来有一天宇宙会不会消失掉？为了寻找这些答案。
人类自古以来就付出了艰苦的努力,其中取得了不少成就,也诞生了很多天文学家，哥白尼告诉我们地球不是宇宙的中心，太阳才是宇宙的中心。
牛顿告诉我们所有天体之间都存在相互的吸引力，称为万有引力。
美国科学家汉斯贝特告诉我们，太阳之所以能够发光，是因为在它的中心进行着原子核的聚变反应，放出能量。
著明天文学家哈勃观测发现我们居住的宇宙在膨胀。
随着天文学的飞速发展，浩瀚的宇宙似乎不再那么神秘，人们感到欢欣鼓舞。
可是笑容还没有散去，新的天文学难题便接连出现。
在宇宙学方面，仅神秘的暗物质和暗能量便使得科学家们一筹莫展。
不过，说起暗物质和暗能量，还得从宇宙大爆炸说起。
天文学家哈勃通过观测恒星的光谱，发现绝大多数的恒星都发生红移，而且距离越远的恒星远离的速度越快。
由多普勒效应可知,周围的恒星都在离我们而去，这似乎暗示地球又成了宇宙的中心了，其实不然。
打个比方，就像气球上任意两个点，吹气球时，随着气球的膨胀，气球上任意两个点间的距离会迅速拉大，但气球上任意一点都不是中心。
所以哈勃的发现告诉我们的是，所有星系都在远离的事实表明，我们的宇宙正在膨胀，而非原先以为是稳恒的。
如果宇宙现在正在膨胀，那么沿时间回溯，以前宇宙肯定比现在小，则肯定有那么一个时刻，宇宙中所有东西都聚集在一起，宇宙必然有个起点！(具体的大爆炸理论见我的读书报告会：Big Bang- 宇宙大爆炸.)在之后的暴涨理论中，我们知道了宇宙在诞生之初经历了一个急速膨胀的过程，之后再以较慢的速度膨胀。
而且2001年MAP卫星最终测量结果发现我们的宇宙确实是刚好平直的。
既然如此，那么整个宇宙的质量密度应该正好在临界值，然而把我们所能见的所有恒星行星星云都包括在内，质量密度也远远不足以使宇宙呈平直形状。
暗物质与暗能量
2011年11月26日
陆 埮
中科院 紫金山天文台
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暗物质的性质
暗物质不发光，却有引力。 宇宙中暗物质比可见物质多得多。 暗物质粒子的主要性质： 1）长寿命； 2）主要是冷的（质量大）； 3）作用弱。 主要暗物质粒子不可能是普通物质粒子。 主要暗物质粒子不可能是普通物质粒子。 “过尽千帆皆不是（温庭筠 ）”！ 可能候选者： 可能候选者：Neutralino、Axion等。 、 等
nγ ≈ 400(T/2.7K)3 cm-3
• Hubble关系：
Z=(λ-λe)/λe=(H0/c)D
H0=100h0 km/(s.Mpc) h0 ≈ 0.71±0.07 ±
• 重子-光子比： η = nB/nγ ∼ 10-10 • 轻核素丰度： 4He：0.22≤Y≤0.24 ≤ ≤ D/H≥1.8×10-5 (D+3He)/H≤1.0 ×10-4 7Li/H≈ (1.0-1.4) ×10-10 • 宇宙年龄： tgc =(1.5±0.4) ×1010年 ± 1/H0= (1.38 ± 0.14) ×1010 年
DL(z) = [Lp/(4πF)]1/2 π
Hubble常数
2011年11月26日
& H (t ) = R / R
陆 埮
&& & q = −RR/ R =
= Ω 2 ρc 2
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中科院 紫金山天文台
两个可观测参数
Hubble常数 减速因子
& H (t ) = R / R
H Ω
&&R/ R2 = 1 ρ = 1 Ω q = −R & 2 ρc 2
4πG 3
(ρ +
宇宙中的暗物质与暗能量
宇宙中的暗物质与暗能量宇宙是我们所处的广袤空间，其中包含着无数的恒星、行星和星系。
然而，我们也知道，宇宙中的物质并不仅仅是我们能直接观测到的可见物质，还存在着一种神秘的成分，被称为暗物质和暗能量。
在本文中，我们将探讨宇宙中的暗物质和暗能量的特性和作用。
一、暗物质暗物质是构成宇宙的重要组成部分，它是一种不能直接观测到的物质。
然而，通过宇宙学和天文观测，科学家们推测出宇宙中大约有27%的暗物质。
1. 特性暗物质具有一些独特的特性。
首先，暗物质不与电磁辐射发生相互作用，因此无法通过光学或电磁波观测到。
其次，暗物质对重力非常敏感，它会通过引力影响可见物质的运动轨迹。
2. 作用尽管无法直接观测到，暗物质在宇宙中发挥着重要的作用。
首先，暗物质对星系和星系团的形成和演化起着关键作用。
它的引力作用使得星系聚集在一起，形成庞大的星系团。
其次，暗物质还对宇宙的大尺度结构起到了重要的影响，它通过引力促使宇宙中的物质在空间上形成网状结构。
二、暗能量暗能量是宇宙中另一个神秘的成分，约占据宇宙总能量的68%。
暗能量是一种具有负压力的能量，它的存在和性质仍然不完全清楚。
1. 特性暗能量的特性使得科学家们对其产生了浓厚的兴趣和探索。
暗能量与暗物质不同，它不具备质量和体积，可以填满整个宇宙空间。
同时，暗能量还表现出负压力，这种压力可以抵消引力，推动宇宙的加速膨胀。
2. 作用对于暗能量的作用，科学家们目前仍在不断研究和推测。
暗能量推动着宇宙的加速膨胀，它对于宇宙的演化具有决定性作用。
随着时间的推移，宇宙的膨胀速度越来越快，这是暗能量作用的结果。
三、暗物质与暗能量的关系暗物质和暗能量虽然是两种不同的成分，但它们在宇宙演化过程中相互作用。
暗物质通过引力影响到可见物质，进而影响到宇宙的演化。
而暗能量则通过加速膨胀的作用扩大了宇宙的规模。
科学家们提出了一种被称为ΛCDM模型的宇宙学标准模型，其中Λ指代暗能量。
根据这个模型，宇宙大约由27%的暗物质和68%的暗能量组成，而可见物质仅占剩余的5%。
粒子物理学中的暗能量与暗物质的关系
粒子物理学中的暗能量与暗物质的关系暗能量和暗物质是粒子物理学中两个重要的概念。
虽然它们在我们日常生活中无法被直接观测到，但它们却在宇宙中扮演着关键角色。
本文将探讨暗能量和暗物质之间的关系。
1. 暗能量的概念与作用在解释宇宙膨胀的加速过程时，科学家引入了暗能量的概念。
暗能量被认为是一种特殊的形式的能量，它具有负压力，可以推动宇宙的加速膨胀。
虽然我们无法直接观测到暗能量，但通过对宇宙微波背景辐射的观测及其他实验证据的分析，科学家们得出了关于其存在的结论。
2. 暗物质的概念与特性暗物质是一种在宇宙中广泛存在的物质，但由于其不参与电磁相互作用，因此无法被直接探测到。
科学家们通过观测星系运动、宇宙微波背景辐射等手段得出了暗物质存在的结论。
暗物质对于构成宇宙的大型结构起到着重要的作用，因为它对物质的引力相互作用影响着星系团的形成和发展。
3. 暗能量和暗物质的关系暗能量和暗物质在宇宙学中起着不可忽视的作用，并且相互关联。
暗能量推动着宇宙的加速膨胀，而暗物质则通过引力影响宇宙的演化。
暗物质的存在可以解释宇宙的结构形成，而暗能量则能够解释观测到的宇宙加速膨胀现象。
虽然暗能量和暗物质在性质上存在差异，但它们共同作用于宇宙的演化过程。
4. 目前的研究进展与未来展望对于暗能量和暗物质的研究仍然是粒子物理学和天体物理学领域的重要热点。
科学家们利用大型探测器和卫星等设备进行观测和实验，试图更深入地了解暗能量和暗物质的本质。
未来的研究可能涉及到对暗能量和暗物质性质的精确测量以及它们与其他物质和能量的相互作用。
总结：在粒子物理学中，暗能量和暗物质是两个重要的概念，它们在解释宇宙演化和结构形成方面起着关键作用。
虽然暗能量和暗物质在性质上存在差异，但它们共同塑造了宇宙的面貌。
随着科学技术的发展，对于暗能量和暗物质的研究将进一步深入，为我们揭示宇宙的奥秘提供更多线索。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量摘要本文通过宇宙大爆炸理论引入暗物质与暗能量，并介绍了暗物质和暗能量，列举了目前研究暗物质暗能量的研究模型，简述了暗物质暗能量对宇宙未来发展的影响。
关键词宇宙大爆炸、暗物质、暗能量一、暗能量、暗物质起源宇宙的起源和演化问题一直是科学研究最活跃的领域之一，牛顿提出了无限宇宙模型，爱因斯坦根据相对论的基本原理建立起有限无边的宇宙模型；哈勃定律确证了整个宇宙处于的膨胀状态，伽莫夫和他的同事提出了大爆炸宇宙理论，经过百年的发展人们以普遍接受宇宙大爆炸理论，即认为原始的宇宙是一个奇点，现在的宇宙时空正是从这个奇点爆炸出来的。
宇宙是大约150亿年前由温度极高且密度极大、体积极小的物质迅速膨胀形成，是一个由热到冷，由密到稀不断膨胀的过程，尤如一次规模极其巨大的大爆炸，大爆炸之后的宇宙一直在膨胀着。
但是这个模型遗留了很多问题，如理论上宇宙应该是减速，但实际观察结果却发现实际的宇宙正在加速膨胀，因此提出了暗能量，宇宙在暗能量的推动下进行着膨胀。
暗物质的概念也源于大爆炸理论。
根据大爆炸理论可以推算发生大爆炸所对应的物理能量、以及宇宙间应有的物质总量。
按着这个理论如果宇宙每10亿年膨胀5％一10％的话，那么哈勃望远镜所能够探测到的宇宙的总成份加起来比用以阻止膨胀的临界值的4％还少。
这就是说，宇宙的总成份应是迄今所能观测到的重物质的25倍还多，如果这一理论正确的话，宇宙中还应有90％以上的物质尚未被发现。
除去73％的暗能量外，宇宙中还应存在着大量的暗物质。
【1】通过对球状星系观察螺旋速度证明了其存在，但是迄今为止还未真正的探测到暗物质，目前认为中微子为暗物质的一种二、暗能量、暗物质暗物质是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。
暗物质的密度极小，但是数量非常多。
暗物质无法直接观测到，但它有显著的引力效应，他能干扰星体发出的光波或引力。
暗能量是一种充溢空间的、增加宇宙膨胀速度的难以察觉到能量形式。
暗物质和暗能量
暗物质和暗能量宇宙是一个庞大而神秘的存在，它的起源和构成一直是人类思考探究的对象。
除了宇宙中可见的物质，还存在着我们无法直接观测到的暗物质和暗能量。
这篇文章将探讨暗物质和暗能量在宇宙中的作用及现状。
一、暗物质暗物质指的是和普通物质不同，不会发光、不会与电磁波相互作用，也就是无法直接观测到的一种物质。
暗物质在宇宙中所占比例相当高，约占宇宙总质量的27%左右，远超过我们目前能观测到的物质。
目前，长期以来对暗物质的探测和研究仍在进行之中。
关于暗物质的本质，天文学家们提出了一些假设，其中最为流行的一个是暗物质可能由一些尚未被发现的基本粒子组成。
暗物质在宇宙学中有着重要的作用。
通过计算可以得出，宇宙大爆发后，如果只有可见物质，那么由于引力的作用，它们将会聚集在一起形成一个小球体，而且在宇宙开始膨胀的时候就会坍缩成一个大黑洞。
但事实上，由于暗物质的存在，引力作用比可见物质更强大，暗物质和可见物质互相牵引，稳定地固定在galaxies 中心而不会轻易地凌乱。
二、暗能量暗能量是在1990年代后被提出的概念，它是一种可以解释当前宇宙加速膨胀的力量，暗能量是目前宇宙中最大的能量来源之一，占据了宇宙总能量的约70%。
暗能量本身也是一种磨蹭与电磁波不相互作用的能量，因此无法被直接观测到和探测到。
对于暗能量的起源和本质，现在仍然没有确切的解释。
有一种假设认为暗能量是占据整个宇宙的一个场，这个场对宇宙中的物体产生引力，直接导致宇宙加速膨胀。
三、关于宇宙的命运对于宇宙的未来命运，科学家们保持着低调和谨慎。
但从我们纷繁的研究成果来看，宇宙最终将有两个可能的结果。
一种是“the Big F reeze(大冻结)”，也就是宇宙将会继续扩张，而且由于暗能量的推动，扩张速度会不断地加快。
在这种情况下，宇宙中的恒星会逐渐熄灭，黑洞会逐渐消失，宇宙会变得越来越冷和黑暗。
另一种则是“the Big Crunch(大坍缩)”，也就是如果宇宙中的密度足够高的话，宇宙在未来会开始收缩。
黑暗能量与暗物质
黑暗能量与暗物质黑暗能量与暗物质是现代宇宙学研究中的两个重要概念。
它们虽然有相似的名称，但实际上指代的是两个截然不同的物质。
本文将分别介绍黑暗能量和暗物质的概念、性质以及对宇宙起到的作用。
首先，让我们来了解一下黑暗能量。
黑暗能量是一种推动宇宙加速膨胀的力量，它占据宇宙总能量的约70%。
黑暗能量的存在最早是通过观测宇宙膨胀的加速度得出的。
物理学家认为，宇宙的膨胀应该是减速的，但事实却是加速的。
为了解释这一现象，科学家引入了黑暗能量的概念。
目前对于黑暗能量的性质了解非常有限。
该能量是一种均匀地填满整个宇宙的能量形式，不与物质相互作用，不散播、不吸收和不发射光子。
也就是说，黑暗能量的作用就像是空间中均匀分布的“负压力”，它推动着宇宙加速膨胀。
关于黑暗能量的来源，科学家仍然在探寻中。
一种理论认为，黑暗能量可能是虚空能量的一种表现形式。
虚空能量是宇宙最基本的能量之一，即使在真空中也存在一些微小的能量。
据估计，真空能量的密度非常大，远远超过我们对它的直觉认识。
而黑暗能量可能就是这种虚空能量所产生的，但我们对虚空能量的本质和产生机制知之甚少。
接下来，让我们转向暗物质的概念。
暗物质是宇宙中约占总质量的25%的未知物质。
与黑暗能量不同，暗物质与我们熟知的物质相互作用，但与一般物质不同的是，它不与光发生相互作用，也就是说，暗物质不会吸收、发射或反射光线，因此我们无法直接观测到它。
目前，对暗物质的研究主要依靠它与普通物质之间的引力相互作用进行。
通过观测星系旋转曲线、星系团形成等现象，科学家得出了宇宙中存在暗物质的结论。
暗物质的存在对于解释宇宙的结构形成和星系运动等现象起到了关键作用。
关于暗物质的组成和性质，目前仍然存在着许多猜测和争议。
一种主流的理论认为，暗物质可能是由一种未知的新型粒子构成的。
这些暗物质粒子与普通物质的粒子之间的相互作用非常弱，这也是为什么我们无法直接探测到暗物质的原因之一。
然而，由于暗物质粒子的性质和存在方式仍然是个谜，科学家们正通过实验和理论推断来寻找它的证据。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量什么是暗物质暗物质（Dark Matter）是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。
暗物质的密度非常小，但是数量庞大，因此它的总质量很大，它们代表了宇宙中26%的物质含量，其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到（约4.9%）。
暗物质无法直接观测得到，但它能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。
暗物质的发现大约65年前，第一次发现了暗物质存在的证据。
弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。
最直观的证据是旋涡星系的旋转曲线。
尽管对暗物质的性质仍然一无所知，但是到了80年代，占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。
“观测”暗物质的手段观测暗物质的手段主要有，引力透镜法，旋涡星系的旋转曲线，星系中的恒星或星系团中的星系的速度弥散，星系团（及椭圆星系）的X射线气体的流体静力学平衡方法，星系团的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应等等。
直接探测间接探测WIMP。
WIMP偶尔会撞上一个原子核。
这一碰撞会散射原子核，进而使之和周围的原子核发生碰撞。
由此科学家可以探测到这些相互作用所释放出的热量和闪光。
对于暗物质的直接探测实验一般都这设置于地底深处，以排除宇宙射线的背景噪声。
这类的实验室包括美国的Soudan mine和DUSE、加拿大的SNOLAB地下实验室、意大利的大萨索国家实验室(Gran Sasso National Laboratory)以及英国的Boulby mine。
间接探测暗物质的间接探测主要是观测其两两湮灭时所产生的讯号。
由于其湮灭所产生的粒子与其暗物质的模型有关，有许多种类的实验被提出。
假使暗物质是马约拉那粒子，则两个暗物质对撞会湮灭产生伽马射线或正负粒子对。
如此可能会在星系晕生成大量伽马射线、反质子和正电子。
宇宙中的暗物质与暗能量
宇宙中的暗物质与暗能量几千年来，人类一直对宇宙进行深入的探索和研究，然而，直到现在，仍有许多关于宇宙的谜题令人困惑。
其中两个最重要的谜团就是暗物质和暗能量。
它们是什么？它们又是如何影响着宇宙的演化呢？1. 暗物质：隐藏在宇宙之谜中的神秘力量暗物质是一种没有电磁相互作用，不与光产生相互作用的物质。
它不能被直接探测和观测到，而只能通过间接的方法来推测其存在。
然而，根据天文学家的研究，目前宇宙中约有普通物质的5倍以上是由暗物质组成的。
那么，暗物质又是如何被发现的呢？早在20世纪，瑞士天文学家奥尔特和美国天文学家佩特里共同观测到了一个现象：星系围绕着它们的中心以高速旋转，但根据我们对物体旋转的理解，这样的旋转速度应该导致星系散开而不是保持完整。
为了解释这一现象，两位科学家提出了一个想法：星系中可能存在一种我们无法观测到的额外物质，这种物质对星系的引力产生了额外的作用，以维持星系的完整。
这就是暗物质的首次提出。
在之后的几十年里，天文学家通过观测星系旋转曲线和宇宙大尺度结构的分布等方法，进一步确认了暗物质的存在。
然而，暗物质的本质仍然是一个谜团。
科学家们提出了多种暗物质的候选粒子，如超对称粒子等，但至今没有得到确凿的证实。
暗物质对宇宙的演化也有着重要的影响。
在宇宙早期，暗物质的引力作用使得普通物质聚集成星系，形成了我们今天所看到的宇宙结构。
此外，暗物质的存在还帮助解释了宇宙微波背景辐射的起源，并为大尺度结构的形成提供了支撑。
2. 暗能量：推动宇宙加速膨胀的神秘能量暗能量是一种被称为引力的负压力量，与暗物质一样，它也是一种我们无法直接观测到的能量形式。
暗能量的发现可以追溯到1998年，当时的观测结果表明，宇宙的膨胀速度在加速增长。
为了解释这一现象，科学家提出了暗能量的概念。
暗能量的存在可以被看作是一种反重力现象，它对宇宙膨胀的加速起到了积极的推动作用。
暗能量的存在是解释宇宙膨胀加速的最简洁的方案之一，但仍然需要进一步的观测和研究来验证。
宇宙黑暗面;神秘的暗物质与暗能量
宇宙黑暗面;神秘的暗物质与暗能量宇宙黑暗面: 神秘的暗物质与暗能量在人类对宇宙的探索中，我们已经获得了许多关于宇宙的惊人发现。
然而，令人困惑的是，宇宙中大部分的物质和能量都是我们无法直接观测到的。
这些神秘的成分被称为暗物质和暗能量，它们构成了宇宙黑暗面。
首先，让我们来了解一下暗物质。
根据天文学家的估计，宇宙中大约有27%的暗物质。
然而，我们对暗物质的了解非常有限。
暗物质不会与光发生相互作用，因此无法被直接观测到。
然而，通过研究星系旋转曲线、星系团的运动以及宇宙微波背景辐射等数据，科学家们得出了存在暗物质的推断。
暗物质的存在对宇宙的结构和演化产生了巨大影响。
它通过引力与普通物质相互作用，起着一种“隐形”的作用。
暗物质的引力作用使星系旋转更快，同时也使星系团能够保持稳定。
没有暗物质的存在，宇宙中的星系和星系团将无法形成和维持。
尽管我们对暗物质了解甚少，科学家们一直在努力寻找暗物质的粒子。
许多实验被设计用来探测可能的暗物质候选者，例如超对称粒子。
然而，迄今为止，我们仍未发现确凿的证据来证明暗物质的存在。
这使得暗物质成为了一个引人注目的研究领域，也激发了科学家们继续探索宇宙黑暗面的动力。
除了暗物质，宇宙中还有另一个令人着迷的谜题 - 暗能量。
根据观测数据，宇宙中大约有68%的能量是暗能量。
暗能量是一种导致宇宙加速膨胀的力量。
这个发现于1998年被诺贝尔物理学奖授予的两位科学家发现，他们通过观测到远离地球的超新星爆发的光度曲线，证明了宇宙正在以越来越快的速度膨胀。
暗能量的存在带来了宇宙学上的困惑，因为我们对其本质一无所知。
有许多理论试图解释暗能量是什么，但迄今为止，还没有得到确凿证据。
一种可能性是暗能量是一种永恒存在的能量场，它填充着整个宇宙并推动宇宙的加速膨胀。
另一种理论认为，暗能量可能是一种新的物理力或粒子，我们尚未发现。
宇宙黑暗面的研究不仅提供了对宇宙起源和演化的深入理解，还可能揭示出新的物理规律。
物理学中的暗物质和暗能量理论
物理学中的暗物质和暗能量理论随着科技的不断进步和研究的深入，越来越多的新知识被揭示出来。
其中，在物理学领域中，暗物质和暗能量也成为了人们热议的话题。
那么，什么是暗物质和暗能量呢？它们又有何种理论支撑呢？本文将为你解答这些问题。
一、暗物质的定义与研究暗物质，即不存在于可见光谱中，以暗态存在，不与电磁波相互作用的物质。
由于它不会发射电磁波，因此，目前的天文观测手段无法直接探测到其存在。
不过，科学家们通过研究天体物理学、宇宙学和量子场论等领域的理论支持，提出了暗物质假说，并且在多个实验中提供了越来越多的直接和间接证据。
暗物质在宇宙学中有着非常重要的地位。
在大尺度的宇宙观测中，测量到的状态和结构表明，宇宙中存在大量的物质和能量，而根据目前的物理模型，这种物质和能量的存在条件和表现方式都与暗物质和暗能量相一致。
同时，暗物质对于宇宙结构、星系旋转、星系团的形成等都有着巨大的影响。
二、暗物质理论的发展关于暗物质假说的发展，可以追溯至1933年瑞士天文学家卢西安·维尔特发现了旋转曲线问题。
他观察发现，星系运动的曲线与推测的质量分布不相符，存在“暗”质量。
此后，越来越多的暗物质理论被提出，如弱交互分析、粒子物理学的WIMP、超对称理论等。
其中，WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) 假说得到了广泛关注。
WIMP 理论认为，在宇宙初期，存在着像暗能量一样的暗物质颗粒，它们与正常物质之间存在弱相互作用力，以致于这些颗粒的碰撞和湮灭过程很少发生，因此存在着大量的暗物质颗粒。
这种颗粒的存在被认为能够解释旋转曲线问题、星系团形成等现象。
三、暗能量的定义与研究暗能量是暗物质问题之后，物理学家们又遇到的一道谜题。
暗能量在 20 世纪 90 年代被提出，用来解释宇宙的加速膨胀现象。
它是一种不能与其它粒子相互作用，但对于宇宙膨胀产生巨大的影响的能量或场。
暗能量成为最新的物理学问题，被提出的时间不长，因而对其了解的不多。
暗物质与暗能量简介
暗物质与暗能量简介在我们的宇宙中，存在着许多神秘的组成部分，其中最为人熟知的就是普通物质，即我们可以直接观察和感知的星星、行星以及气体等。
然而，科学家们近年来发现，我们所熟悉的普通物质只占据了宇宙中物质总量的一小部分。
相反，约95%的宇宙物质由两种神秘的成分组成：暗物质和暗能量。
理解它们的特性，对于揭示宇宙的秘密和未来的发展方向有着重要意义。
暗物质概念与特征暗物质是一种不可见的物质，它不会发出、吸收或反射任何电磁辐射，因此无法通过现有的望远镜直接观察到。
尽管如此，科学家们通过其对可见物质的引力影响推断出暗物质的存在。
暗物质占据了宇宙总质量的约27%，而普通物质仅占5%。
剩余68%则被暗能量填补。
暗物质的一些关键特征包括：无辐射性：暗物质与普通物质不同，不容易以光波或其他形式的电磁辐射释放能量。
引力作用：虽然不可见，暗物质仍然能通过引力影响周围的星系和星际气体的运动。
例如，通过研究星系旋转速度与其可见质量之间的不一致性，科学家们了解到存在大量未被观察到的暗物质。
超级大质量：相比于普通物质，暗物质可能以一种更为集中的形式存在，例如在星系中心附近，形成所谓的大质量暗物质晕。
暗物质的证据尽管我们无法直接探测到暗物质，科学家们通过多个证据强烈支持其存在。
星系旋转曲线：根据牛顿定律，我们可以预测一个星系中行星运动的速度。
然而，在实际观测中，外缘星系产生了意想不到的快速度，这表明该区域周围还有大量未被探测到的质量，即暗物质。
引力透镜效应：当光线通过一个大质量天体（如星系）时，它会发生弯曲，这一现象被称为引力透镜效应。
通过研究光线弯曲后呈现出的图像形状和强度，科学家能够推导出存在于该区域的暗物质分布。
大尺度结构形成：宇宙大爆炸理论告诉我们，宇宙是从一个高温高密度状态开始扩展并冷却下来的。
在这样的过程中，暗物质作为“胶水”在引导可见物质凝聚形成大尺度结构，例如星系团和超星系簇。
暗物质的候选者由于无法直接观测，科学家们提出了多个可能构成暗物质的粒子候选者。
宇宙学中的暗物质与暗能量
宇宙学中的暗物质与暗能量宇宙学是一门研究宇宙的起源、演化和结构的学科，它涉及到诸如宇宙的扩张和加速、星系和星系团的形成和发展、宇宙的大尺度结构、宇宙微波背景辐射等方面。
在宇宙学的研究中，暗物质和暗能量是非常重要的概念。
它们无形无色，却在宇宙的演化中扮演着至关重要的角色。
一、暗物质暗物质是指一种不与光发生相互作用的物质，因此无法直接观测到。
然而，通过引力作用可以探测到暗物质的存在。
宇宙学家研究星系和星系团的旋转速度、星系和星系团之间的引力透镜效应、宇宙微波背景辐射等现象，发现它们都无法被光学和电磁波天文观测所解释，仅有暗物质的存在才能解释这些现象。
暗物质的质量大约占宇宙总质量的27%，与可观测的物质比例相当。
这意味着，我们目前只能看到宇宙的约5%，剩下的95%都是暗物质和暗能量。
暗物质的具体组成至今仍不清楚，但天文学家提出了一些假说。
其中一个假说是暗物质由一种尚未被发现的粒子组成，称为WIMP（Weakly Interacting Massive Particles），它不参与强相互作用和电磁相互作用，但参与弱相互作用，如Z玻色子和中微子。
WIMP假说是目前最有说服力的假说之一，科学家正在进行相关实验进行探测。
二、暗能量暗能量是指一种未知的、占据宇宙总能量的约68%的能量，它的存在也是通过宇宙学的研究证实的。
暗能量被认为是引起宇宙加速膨胀的物质，与暗物质的引力作用相反，暗能量会加速宇宙的膨胀，让宇宙的膨胀速度越来越快。
暗能量的性质同样不为人所知，但由于它的存在是为了解释宇宙大规模结构的演化，因此它可能是一种能够填满整个宇宙的场。
暗能量的最具代表性的模型被称为ΛCDM模型，其中Λ表示宇宙学常数，CDM表示冷暗物质。
这个模型可以非常好地解释宇宙的性质，但它的一些基本概念，比如宇宙学常数和暗能量的物理本质，目前仍未得到深刻的理解和解释。
三、研究进展宇宙学中的暗物质和暗能量是极为重要的研究领域，比如暗物质的探测、暗能量的本质等问题都是目前宇宙学中研究的热点。
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黑洞不断地吞噬物质
微观世界里的鬼粒子
——中微子
中微子
• 中微子是一种基本粒子， 不带电，质量极小，几乎 不与其他物质作用，在自 然界广泛存在。
• 核反应堆发电（核裂变） 、太阳发光（核聚变）、 天然放射性（贝塔衰变） 、超新星爆发、宇宙射线 等等都有中微子产生。
• 太阳内部核反应产生大量 中微子，每秒钟通过我们 眼睛的中微子数以十亿计 。
中微子的证实
• 由于中微子只参与非常微 弱的弱相互作用，在100 亿个中微子中只有一个会 与物质发生反应，因此中 微子的检测非常困难。
• 从1931年提出直到1956 年，这项试验才由美国物 理学家弗雷德里克·莱因 斯完成，从而证实了中微 子的存在。为此，他获得 了2019年诺贝尔物理学奖。
相对论是现
存在证据
• 支持暗能量的主要证据有两个： • 一是对遥远的超新星所进行的大量观测表明，宇
宙在加速膨胀，星系膨胀的速度不象哈勃定律描 述的那样，是恒定的，而是在不断加速。加速膨 胀的现象推论出宇宙中存在着压强为负的"暗能量 "。 • 另一个证据来自于近年对微波背景辐射的研究精 确地测量出宇宙中物质的总密度。普通物质与暗 物质加起来大约只占其1/3左右，所以仍有约2/3 的短缺。这一短缺的物质称为暗能量。 • 暗能量在宇宙中占总物质的73％。
发现过程-能量亏损与能量守恒？
• 中子在衰变成质子和 电子即β衰变时，能量 会出现亏损，电子只 带走了它应该带走的 能量的一部分，还有 一部分能量失踪了！
• 物理学上著名的哥本 哈根学派鼻祖尼尔斯· 玻尔据此认为，β衰变 过程中能量守恒定律 失效。
泡利预言
• 1931年春，国际核物理会 议在罗马召开，泡利在会 上提出，能量亏损的原因 是因为中子作为一种大质 量的中性粒子在衰变过程 中变成了质子、电子和一 种质量小的中性粒子，正 是这种小质量粒子将能量 带走了。β衰变过程中能 量守恒定律仍然是正确的。 泡利预言的这个窃走能量 的“小偷”就是中微子。
已知的宇宙
• 宇宙中普通物质占4% • （如树木、桌子，由分
子、原子构成） • 23%为暗物质 • 73%是暗能量。
暗物质
• 暗物质：暗物质是指那些自身不发射电磁 辐射，也不与电磁波相互作用的一种物质。 人们目前只能通过引力产生的效应得知宇 宙中有大量暗物质的存在。
• 已经知道的两种暗物质--黑洞、中微子 • 但是它们对暗物质总量的贡献是非常微小
由于高质量而产
生的力量，使得 任何靠近黑洞的 物体都会被它吸 进去。黑洞开始 吞噬恒星的外壳， 但黑洞并不能吞 噬如此多的物质， 黑洞会释放一部 分物质，射出两 道纯能量——伽 马射线。
黑洞的蒸发
黑洞也有灭亡的那天
，按照霍金的理论， 在量子物理中，有一 种名为“隧道效应”的 现象，即在量子力学 有透过势垒的波函数 ，这表明在势垒的另 一边，粒子具有一定 的概率，粒子贯穿势 垒。对于黑洞的边界 就相当于一堵能量相 当高的势垒，但粒子 仍有可能出去。
代物理学基础理 论之一，认为任 何物质在真空中 的速度无法超过 光速。
挑战经典 ——超越光速之谜
• 2019年9月意大利格兰萨索国家 实验室的科研人员在一个名为 OPERA的实验项目中，接收到 了来自距离730公里外的欧洲核 子研究中心的中微子，并意外 测得它竟然“跑”得比光快了60纳 秒。
• 在许多物理学家的质疑中，11 月17日，该研究团队再次发布 报告称，已通过二次检验，获 得了与第一次实验相同的结果 ，且以此排除了实验过程存在 错误的可能性。
中微子的应用
• 具有最强的穿透力，能穿越地球直径那么厚的物 质。
• 其中可能的应用之一就是中微子通讯。由于地球 球面，加上表面建筑物、地形的遮挡，电磁波长 距离传送要通过通讯卫星和地面站。而中微子可 以直透地球，它在穿过地球时损耗很小，用高能 加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只 衰减千分之一。
的，暗物质中的绝大部分现在还不清楚。
宇宙中的无底洞 ——黑洞
• 黑洞是一种密度极大、引力极强的天体， 就连光也不能逃脱。所以我们无法直接观 测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围 天体的作用和影响来间接观测或推测到它 的存在。
部分双星 系统中存 在黑洞
产生过程
黑洞的产生过程类似于中子 星的产生过程。
暗物质与暗能量
——微观世界的粒子物理与宇观世 界的宇宙学结合的研究新特点
世纪谜题
21世纪初科学最大的谜是暗物质和暗能量 。它们的存在，向全世界年轻的科学家提 出了挑战。 暗物质存在于人类已知的物质之外，人们 目前知道它的存在，但不知道它是什么， 它的构成也和人类已知的物质不同。
暗能量可以使物质的质量反应前后的物质有少量的质量差，这个差 异转化成了巨大的能量。
当一颗恒星衰老时，它的热 核反应已经耗尽了中心的燃 料，由中心产生的能量不足 以承担起外壳巨大的重量。 在外壳的重压之下，核心开 始坍缩，物质将不可阻挡地 向着中心点进军，直到最后 形成体积无限小、密度无限 大的星体。
热核反应：氢→氦→锂→铍 →硼…
黑洞形成与中子星的区别
在黑洞情况下，
由于恒星核心 的质量大到使 收缩过程无休 止地进行下去， 中子本身在挤 压引力自身的 吸引下被碾为 粉末，剩下来 的是一个密度 高到难以想象 的物质。
• 2019/11/2 文汇报以整个版面报 道了《超光速震撼》
• 2019年3月23日，据著名期刊美国《科学》 杂志网站报道，中微子速度超光速结果终 于有了解释：GPS信号接收器和PC之间的 光缆没接好导致的系统误差造成了这一假 象。
• 实验人员使用ICARUS接收器重新测量来自 GERN的中微子的速度，发现中微子速度刚 好是光速，并没有出现超光速效应。
• 从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北 京。将中微子束加以调制，就可以使其包含有用 信息，在地球上任意两点进行通讯联系，无需昂 贵而复杂的卫星或微波站。
暗能量
——现代物理晴空中的一整块乌云
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。