揭开暗物质与暗能量的神秘面纱

作者: 张双南

来源: 果壳网

发布日期: 2017-07-13

本文介绍了宇宙中暗物质和暗能量的存在及其对现代物理学理论的挑战,以及著名天文学家张双南老师将通过9个关键问题揭开暗物质与暗能量的神秘面纱。

仰望星空,繁星点点,但这美丽的图像仅仅是太阳系内的行星和银河系内的众多的恒星。银河系内还有大量的尘埃、气体,以及很少发出可见光的各种致密天体,比如白矮星、中子星和黑洞,这些天体需要借助天文望远镜才能看到。银河系又仅仅是宇宙中大量星系中的一个普通星系,这些星系还会组成星系团甚至更大尺度的结构。所有这些星系中的尘埃、气体、恒星、行星、白矮星、中子星和黑洞并不是宇宙的全部,甚至都不是宇宙的主要组成部分。

现代天文学的研究表明,能够产生各种波长的电磁波辐射的所有天体和物质加起来大约是宇宙的总物质和能量的5%。那么剩下的是什么呢?看上去空荡荡、黑乎乎的宇宙,其实塞得满满当当的。那就是暗物质和暗能量!其中,暗物质占了大约25%,而暗能量占了大约70%。然而,现有的物理学理论模型里面还没有暗物质和暗能量。也就是说对于这绝大多数的宇宙,我们甚至还完全不理解。

这并不奇怪,因为我们的物理学理论模型是基于我们在地球的实验室的实验和望远镜对天体的观测所发展起来的。而直到最近,这些实验和观测都只是针对那大约5%的物质所进行的,所以只能建立描述和理解这些物质的物理学理论模型。因此,不能理解暗物质和暗能量就成为了现代物理学理论所面临的巨大挑战。所以,暗物质和暗能量到底是什么?怎么知道宇宙中有暗物质和暗能量?怎么探测暗物质和暗能量?它们和黑洞有关系吗?可以利用吗?

爱因斯坦说过:这个世界最不可理解的事情就在于它居然是可以理解的。可以说,了解了暗物质和暗能量,就能了解现代天文学,了解宇宙。科学人的读者最熟悉的著名天文学家张双南老师强势回归!这一次,他将用9个关键问题揭开暗物质与暗能量的神秘面纱,带你了解主宰宇宙的神秘主人!

张双南,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任、高能物理研究所研究员,中国科学院大学教授,国家天文台空间科学研究部兼职首席科学家,国防科技大学兼职教授。清华大学学士,英国南安普敦大学博士,美国宾夕法尼亚大学博士后。他入选了国家基金委杰青、教育部长江特聘教授、国家“千人计划”。他获得赵九章优秀中青年科学奖、意大利Ferrara大学“哥白尼科学家奖”。

他担任天宫二号空间实验室伽玛暴偏振实验和硬X射线调制望远镜天文卫星首席科学家。发表SCI论文200多篇,被引用6000多次。他还是著名科学传播人物,是诸多科学类电视节目以及论坛演讲嘉宾,他是果壳科学人的专栏作者,并获得2017年首届“最受媒体欢迎科学家”称号。张双南老师在讲解天文学时语言通俗、充满人文情怀,深受大家欢迎,分答上有将近4万人收听张双南老师,超过很多主持人和娱乐明星。

他的《极简天文课》系列小讲推出以来,已经吸引了超过5200名用户付费购买,广受好评。听完这次小讲,你将了解爱因斯坦为什么会认为在方程中添加宇宙学常数是他最大的错误?暗物质和暗能量到底是什么,它们之间有什么关联?宇宙中的暗物质和暗能量是如何被人发现的?暗物质、暗能量与黑洞有关系吗?人们能否利用暗物质和暗能量?

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