老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于暗物质和暗能量和暗物质和暗能量之间的区别是什么的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享暗物质和暗能量以及暗物质和暗能量之间的区别是什么的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
暗物质与暗能量是什么关系
暗物质和暗能量理论上来说没有关系。
暗物质是天文学家们观测到宇宙间河系(即银河系同一级别的星系)不正常聚集,这种聚集程度超过了这些河系的质量所能够造成的引力,为了确保万有引力的正确性,天文学家们臆测河系内存在一种无法与电磁波耦合(即无法被观测到)的物质,这种物质虽然无法与电磁波耦合,却有质量,所以有引力,导致了河系的不正常聚集。
但是,根据对银河系内天体运动进行观测,天文学家们发现,银河系内不存在暗物质或暗物质很少。即银河系内天体的运动没有被一种观测不到的物质引力影响。为了确保暗物质的存在,天文学家们设计出来了暗物质晕。
所谓的暗物质晕,是指暗物质以晕的形式,存在于河系周边。暗物质晕小心翼翼的不对河系内天体运动造成任何影响,却有效的对河系本身、其他河系造成影响。
暗能量,可以说除了名字中也有一个暗之外,与暗物质没有任何关系。
暗能量是在1998年被美国NASA的天文学家发明出来的。天文学家通过观测超新星,然后进行计算,发现宇宙的扩张速度超过了宇宙大爆炸理论速度。于是他们认为,有一种人类无法观测到,能够直接作用于空间的能量在推动宇宙扩张。因为这种能量无法被观测到,所以被命名为暗能量。
根据暗能量理论,暗能量会不断的扩张宇宙,直到200多亿年后,彻底撕裂宇宙,被称为大撕裂。
以上是暗物质、暗能量的来历。后面正式回答问题
1暗物质绝对无法产生暗能量
2理论上来说,所有有质量的物质,包括暗物质,都是由能量构成的,E=MC^2【能量等于物质乘以光速的平方】,也可以将这个公式反过来M=E/C^2【物质等于能量除以光速的平方】。
所以,只要人类能够拥有凐灭物质获得能量的技术,也能够通过凐灭暗物质获取能量-----前提是暗物质真的存在。
获取能量的方法,就质能方程来说,有几个级别
1核裂变------通过让不稳定重元素裂变为另一种重元素,凐灭一小部分物质获取热量
【对质能方程利用率极低,该技术人类目前已经实现】
2核聚变------通过让稳定的轻元素聚变称为另一种较重的元素,凐灭较多的物质获取热量
【对质能方程利用率较低,该技术人类目前仅仅部分掌握,能够制造氢弹但是无法利用该技术发电,估计100年内很难掌握。】
3反物质------通过制造反物质,让同等质量反物质与正物质凐灭获取热量
【对质能方程利用率较高,但是制造、保存反物质成本昂贵,并不是质能方程中最廉价的手段。】
4物质凐灭-----制造一个特殊的场,将任何物质投放进场中,该物质都可以被凐灭转化为热能。
【对质能方程利用率极高,成本低廉。最可能实现的手段是质子衰变。但是技术难度极高,估计5000年内没啥指望。】
什么是“暗物质”和“暗能量”
到目前为止,物理学家和天文学家根据观测事实和理论推测,构建出各种各样的宇宙模型,其中最成功的是大爆炸宇宙模型,宇宙在加速膨胀也是公认的事实。而暗物质是基于现有引力理论的一种假想物质,暗能量是基于现有宇宙模型的一种假想能量。
暗物质和暗能量的存在能够解释一系列令人困扰的天文观测现象,也能在现有理论模型下能够很好地解释宇宙的演化和存在,可是还没有实验能够直接探测到暗物质和暗能量并为它们的存在进行决定性地描述。但是,很多新的观测现象都指向同一个事实:暗物质和暗能量是真实存在的。
一直以来,物理学对于物质本质的描述,朝着两个极限不断前进。一个是微观极限,现在已经深入到原子核内部;另外一个是宏观极限,现在已经扩展到整个宇宙。从微观上讲,标准模型能够解释到目前为止发现的大部分粒子,标准模型也是基于地球上的物质、对撞机产生的粒子以及宇宙射线而构建的;但是当人类将探索的触角伸向浩瀚无垠的宇宙的时候,发现了一些令人费解的现象。
20世纪30年代到70年代间,不少科学家在观测不同星系时发现引力质量比星系的光度质量大的多。自此,科学家指出宇宙间存在大量看不见的物质——如果只有可见物质参与引力相互作用,那么从星系中心到旋臂,随着半径的增大,旋转的速度会越来越低。根据天体物理的理论,这样会导致星系的不稳定。我们通过中学物理学过的引力圆周运动公式,也可以简单地得到这一结论。
但实际观测表明,稳定星系旋臂的转动速度随着半径增大,呈现出一个恒定速度,这样才会使星系保持稳定。而这个现象也说明,星系的大部分质量并不是集中在星系中心,而是有许多看不见的“暗物质”分布在整个星系,可见物质只是星系质量的一小部分。
我们知道,物理学发展至今,虽然理论物理已经可以完全独立发展,但理论正确与否,最终要经过可靠实验的检验,理论和实验相辅相成。暗物质的提出,虽然只是来源于科学家们的头脑风暴和数学计算,但是对于人类认识宇宙有着重要意义。至于理论最终会得到证实还是被推翻,还是要靠具体的实验探测来说话。
暗物质和暗能量之间的区别是什么
暗物质能施加吸引力,把宇宙中的物质束缚到一起,但它不会反射、吸收或发射光线。暗能量则起排斥作用,驱动着宇宙膨胀不断加速。
根据万有引力和离心力公式,天体的离心速度会随着距离的增大而迅速减小。然而,实际观测的结果却是,当距离增大到一定数值时,离心速度不再减小,近似为一个不变的常数。凡是借助外在事物说明新的现象,总是以失败而告终。比如燃素说,就是用燃素来解释燃烧现象,而实际上只是物质的氧化过程。又比如用灾变论来说明地球生物的现状,具有一定的偶然性,后来为描述生物内在变化机制的进化论所取代,由于宇宙只是自然界的一部分,是一个相对独立的封闭体系,所以决定宇宙膨胀的因素并不是万有引力,而是宇宙内外部空间的能量密度,即压强的比值。
事实上,目前暗物质的存在已被广泛接受,是宇宙学标准模型的重要组成部分,该模型是认识宇宙诞生和演化的基础。没有宇宙学标准模型,就无法解释我们的存在。在研究遥远星系中的超新星时发现,距离远的星系比距离近的星系会以更快的速度远离我们。这说明宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀。这一观测显然与天文学家的预期不符。但是随后的观测不仅没有推翻它,反而让暗能量存在的证据变得越发坚实。
简单来说,暗物质和暗能量是两种概念。暗物质是一种目前无法在电磁波段直接观测到的物质,但它们会像普通物质一样产生引力作用。而暗能量是一种目前无法在电磁波段直接观测到的能量,不同于能够产生引力作用的普通物质和暗物质,暗能量会产生排斥引力的作用。
暗物质和暗能量和暗物质和暗能量之间的区别是什么的问题分享结束啦,以上的文章解决了您的问题吗?欢迎您下次再来哦!