众文网1.关于暗物质与暗能量
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。
在宇宙中，暗物质的能量是人类已知物质的能量的5倍以上。暗能量更是奇怪，以人类已知的核反应为例，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。
暗能量却可以使物质的质量全部消失，完全转化为能量。宇宙中的暗能量是已知物质能量的14倍以上。
宇宙之外可能有很多宇宙围绕暗物质和暗能量，李政道阐述了他最近发表文章探讨的观点。他提出“天外有天”，指出“因为暗能量，我们的宇宙之外可能有很多的宇宙”，“我们的宇宙在加速地膨胀”且“核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连”。
暗物质是谁最先发现的呢？1915年，爱因斯坦根据他的相对论得出推论：宇宙的形状取决于宇宙质量的多少。他认为，宇宙是有限封闭的。
如果是这样，宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5*10的负30次方克。但是，迄今可观测到的宇宙的密度，却比这个值小100倍。
也就是说，宇宙中的大多数物质“失踪”了，科学家将这种“失踪”的物质叫“暗物质”。 一些星体演化到一定阶段，温度降得很低，已经不能再输出任何可以观测的电磁信号，不可能被直接观测到，这样的星体就会表现为暗物质。
这类暗物质可以称为重子物质的暗物质。 还有另一类暗物质，它的构成成分是一些带中性的有静止质量的稳定粒子。
这类粒子组成的星体或星际物质，不会放出或吸收电磁信号。这类暗物质可以称为非重子物质的暗物质。
在重力透镜效应下观测到的暗物质Abell 2390星系团（上半图）和MS2137.3-2353星系团（下半图），距离我们约有20亿光年远。上图右半方的影像，是哈勃太空望远镜所拍摄的假色照片，而相对应的左半方影像，是由钱卓拉X射线观测站所拍摄的X射线影像。
虽然哈勃望远镜的影像中，可以看到数量众多的星系，但在X射线影像里，这些星系的踪影却无处可寻，只见到一团温度有数百万度，而且会辐射出X射线的炽热星系团云气。除了表面上的差异外，这些观测其实还含有更重大的谜团呢。
因为右方影像中星系的总质量加上左方云气的质量，它们所产生的重力，并不足以让这团炽热云气乖乖地留在星系团之内。事实上再怎么细算，这些质量只有“必要质量”的百分之十三而已！在右方哈伯望远镜的深场影像里，重力透镜效应影像也指出造成这些幻像所需要的质量，大于哈勃望远镜和钱卓拉观测站所直接看到的。
天文学家认为，星系团内大部分的物质，是连这些灵敏的太空望远镜也看不到的“ 暗物质”。1930年初，瑞士天文学家兹威基发表了一个惊人结果：在星系团中，看得见的星系只占总质量的1/300以下，而99%以上的质量是看不见的。
不过，兹威基的结果许多人并不相信。直到1978年才出现第一个令人信服的证据，这就是测量物体围绕星系转动的速度。
我们知道，根据人造卫星运行的速度和高度，就可以测出地球的总质量。根据地球绕太阳运行的速度和地球与太阳的距离，就可以测出太阳的总质量。
同理，根据物体（星体或气团）围绕星系运行的速度和该物体距星系中心的距离，就可以估算出星系范围内的总质量。这样计算的结果发现，星系的总质量远大于星系中可见星体的质量总和。
结论似乎只能是：星系里必有看不见的暗物质。那么，暗物质有多少呢？根据推算，暗物质占宇宙物质总量的20—30%才合适。
天文学的观测表明，宇宙中有大量的暗物质，特别是存在大量的非重子物质的暗物质。据天文学观测估计，宇宙的总质量中，重子物质约占2%，也就是说，宇宙中可观测到的各种星际物质、星体、恒星、星团、星云、类星体、星系等的总和只占宇宙总质量的2%,98%的物质还没有被直接观测到。
在宇宙中非重子物质的暗物质当中，冷暗物质约占70%，热暗物质约占30%。 标准模型给出的62种粒子中，能够稳定地独立存在的粒子只有12种，它们是电子、正电子、质子、反质子、光子、3种中微子、3种反中微子和引力子。
这12种稳定粒子中，电子、正电子、质子、反质子是带电的，不能是暗物质粒子，光子和引力子的静止质量是零，也不能是暗物质粒子。因此，在标准模型给出的62种粒子中，有可能是暗物质粒子的只有3种中微子和3种反中微子。
20世纪80年代初期，美国天文学家艾伦森发现，距我们30万光年的天龙座矮星系中，许多碳星（巨大的红星）周围存在着稳定的暗物质，即这些暗物质受到严格的束缚。高能热粒子和能量适中的暖粒子是难以束缚住的，它们会到处乱窜，只有运行很慢的“冷粒子”才能束缚住。
物理学家认为那是“轴子”，它是一种非常稳定的冷“微子，质量只有电子质量的数百万分之一。这就是暗物质的轴子模型。
轴子模型是否成立，最终得由实验裁决。最近，还有人提出，暗物质可能是一种称做“宇宙弦”的弦状物质，它产生于大爆炸后的一秒期间内，直径为1万亿亿亿分之一厘米，质量密度大得惊人，每寸长约1亿亿吨。
这种理论是否成立，同样有待科学家进一步研究。 为探索。
2.暗能量与暗物质
异——
1）暗物质的压强p与其能量密度ρ相比可以忽略不计，即p≈0；而暗能量的压强则是奇异的负值，且其大小与其能量密度的大小相当，即p≈-ρ。
2）暗物质的引力与普通物质一样是相互吸引的，而暗能量的引力（即时空曲率）则具有奇特的斥力的性质，正是暗能量的相互排斥推动着现在的宇宙加速膨胀。
3）暗物质因相互吸引而逐渐聚集成团，但暗能量则分布得十分均匀，宇宙各处暗能量的密度都是一样的。
4）暗物质的平均密度随宇宙的膨胀而持续降低，但暗能量的平均密度则几乎不因时间的流逝而改变。
同——
1）两者实际上都是物质——两者都有质量，同时两者也都有能量（由E=mcc可知，质量与能量不过是同一种东西的两个名称而已）。在现今可观测到的宇宙范围内，暗能量的质量（能量）大约是几十亿亿亿亿亿亿吨（即10^53kg、10^70J这个量级），暗物质的质能约是暗能量的1/3，普通物质约是暗物质的1/5.
2）两者都不可见——它们都不发射光子，也都不与光发生相互作用，亦即两者都与电磁波没有除引力作用以外的其他作用。
3）两者的具体构成现在都处于推测阶段，只是暗物质的构成推测相比于暗能量，更具体细致，更有把握一些。
3.暗物质的最新研究资料
几十年前，暗物质（dark matter）刚被提出来时仅仅是理论的产物，但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。
暗物质的总质量是普通物质的6倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜，但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话，那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。
不过，最近对星系以及亚星系结构的分析显示，这一假设和观测结果之间存在着差异，这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型，为暗物质本性的研究带来新的曙光。
大约65年前，第一次发现了暗物质存在的证据。当时，弗里兹·扎维奇（Fritz Zwicky）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。
之后几十年的观测分析证实了这一点。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。
在引入宇宙暴涨理论之后，许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的，而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的（这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的）。与此同时，宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙，其中能量密度都以物质的形式出现，包括4%的普通物质和96%的暗物质。
但事实上，观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差，但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值，而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。
当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时，暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。
从微观上讲，它们的组成是完全不同的。更重要的是，像普通的物质一样，暗物质是引力自吸引的，而且与普通物质成团并形成星系。
而暗能量是引力自相斥的，并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以，在统计星系的能量时会遗漏暗能量。
因此，暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后，两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现，宇宙正在加速膨胀。
由此，暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotrope Probe,WMAP）的观测也独立的证实了暗能量的存在，并且使它成为了标准模型的一部分。
暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论，在一个仅含有物质的宇宙中，物质密度决定了宇宙的几何，以及宇宙的过去和未来。
加上暗能量的话，情况就完全不同了。首先，总能量密度（物质能量密度与暗能量密度之和）决定着宇宙的几何特性。
其次，宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在"大爆炸"之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位，但是这已成为了过去。
现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定，它目前正时宇宙加速膨胀，而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态，否则这种加速膨胀态势将持续下去。 不过，我们忽略了极为重要的一点，那就是正是暗物质促成了宇宙结构的形成，如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星，也就更谈不上今天的人类了。
宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性，但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城。而在大尺度上能过促使物质运动的力就只有引力了。
但是均匀分布的物质不会产生引力，因此今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落，而这些涨落会在宇宙微波背景辐射（CMB）中留下痕迹。然而普通物质不可能通过其自身的涨落形成实质上的结构而又不在宇宙微波背景辐射中留下痕迹，因为那时普通物质还没有从辐射中脱耦出来。
另一方面，不与辐射耦合的暗物质，其微小的涨落在普通物质脱耦之前就放大了许多倍。在普通物质脱耦之后，已经成团的暗物质就开始吸引普通物质，进而形成了我们现在观测到的结构。
因此这需要一个初始的涨落，但是它的振幅非常非常的小。这里需要的物质就是冷暗物质，由于它是无热运动的非相对论性粒子因此得名。
在开始阐述这一模型的有效性之前，必须先交待一下其中最后一件重要的事情。对于先前提到的小扰动（涨落），为了预言其在不同波长上的引力效应，小扰动谱必须具有特殊的形态。
为此，最初的密度涨落应该是标度无关的。也就是说，如果我们把能量分布分解成一系列不同波长的正弦波之和，那么所有正弦波的振幅都应该是相同的。
暴涨理论的成功之处就在于它提供了很好的动力学出发机制来形成这样一个标度无关的小扰动谱（其谱指数n=1）。WMAP的观测结果证实了这一预言，其观测到的结果为n=0.99±0.04。
但是如果我们不了解暗物质的性质，就不能说我们已经了解了宇宙。现在已经知道了两种暗物质--中微子和黑洞。
但是它们对暗物质总。
4.暗物质存在形式的发展
2008年11月20日，《Nature》上发表了中国天文学家、中科院紫金山天文台研究员常进与国外同行合作的宇宙高能电子空间观测新发现《宇宙电子在3000-8000亿电子伏特能量区间发现“超”》。
如果这一成果被进一步证实，这将是人类第一次发现暗物质粒子湮灭的可能证据，也将是现代物理学的重大突破。以严谨著称的《Nature》经过多轮考察，以介绍论文第一作者的形式对常进进行了专访，刊登在同期刊物上。
该项研究成果引起科学界广泛关注。 《Science》将以“Dark Matter Story” 为题重点介绍该成果。
此外，英国的《新科学家》（New Scientist），美国《纽约时报》（New York Times）、美国航空航天局科学中心《science@nasa》等国外主流媒体都将在11月20日或稍后对该成果进行报道。评论普遍认为，该观测如果被证实，将是人类第一次发现暗物质粒子湮灭的证据。
同时在天文观测中，开启了一个新的“窗口”，意义十分重大。有专家评论认为，即使最后发现不是暗物质粒子湮灭的证据，常进等科学家的观测对揭开宇宙起源也有重大意义。
学界轰动——什么是暗物质？看不见、摸不着、重如山？在现代天文学界和物理学界，有一个被科学家称为“世纪之谜”的问题待解，它也是困扰现代物理学发展的一个重大难题，这便是暗物质，暗物质的本质到现在还不清楚。1937年，天文学家弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，然而星系的运行速度远远超出万有引力公式计算出的结果，这表明除了人类已知的星系团核心物质对该星系的引力外，还存在其他引力。
天文学家进一步推断，在人类已知的宇宙物质之外，还有一种物质存在。平常人很难理解暗物质，常进告诉记者：“这个物质很奇怪，不仅本身不发光，而且光线也射不进去，所以人是看不到的。
最令人惊讶的是，它虽然摸不到，却有重量和引力。”常进介绍，最新的天文观测表明，宇宙的组成包括普通物质、暗物质和暗能量，其中暗物质占宇宙25%，暗能量占70%，我们通常所观测到的普通物质只占宇宙质量5%。
宇宙“暗”的一面，主宰了整个宇宙。有趣的是，爱因斯坦曾提出暗物质这个概念，又被他自己否定了，原因很简单，他认为暗物质破坏了他的经典论著《相对论》的优美。
寻找暗物质——全球24个实验室竞相追逐。科学发展到今天，已经到了寻找暗物质的黄金时期。
有关专家预计，全球大约有24个研究小组在寻找暗物质。2000年，正在意大利大萨索山脉附近的一个地下实验室工作的意大利科学家声称已经探测到一个暗物质信号。
但没有人能再现这一结果，而且这一断言没有得到科学界的广泛认可。常进说：“尽管从上世纪30年代开始，天文大尺度观测实验多次间接验证了暗物质的存在，但物理上直接的观测证据到现在还没有找到，暗物质探测成为目前科学界最大热点之一，但谁都没有真正看过它的真面目。”
突破口——先找暗物质的“儿子”。暗物质找不到？没有关系，可以先找找它的儿子。
常进告诉记者，世界上的物质都有反物质，当一个物质遇到一个反物质的时候，两者都会被摧毁，由此产生巨大的能量。但是暗物质非常独特，它的反物质就是本身，如果暗物质粒子和自身的反物质粒子发生碰撞，那么所产生的能量将更大。
如果能够监测到暗物质粒子碰撞后产生的“儿子”，也就是高能电子，其流量远高于正常值，这就间接证明有暗物质的产生。观测气球有足球场大国际上高分辨观测宇宙高能电子能谱是空白，常用的空间磁谱仪方法技术复杂，价格昂贵。
紫金山天文台空间天文试验室一直在探索寻求一种简单有效的观测高能电子方法。美国南极长周期气球项目“ATIC”（先进薄电离量能器）本来的主要科学目标是观测高能宇宙线，电子和伽玛射线不在其列。
1998年，常进与“ATIC”接触，提出用“ATIC”的设备观测高能电子和伽玛射线。经过多次沟通，常进的建议被“ATIC”接受。
常进透露说，别看南极气候恶劣，却往往有独特的“旋风”。由于地球引力，气球不会一直升空，如果有了旋风，气球升到离地40公里时不会被吹很远，可以就地回收再利用，要知道，一个探测仪器可是上亿人民币，如果在其他地区，就会丢失或者乱飘，都会造成损失或危险。
“一个观测器就重两吨”，常进笑着说，一个气球就有足球场那么大，这才能把仪器带上空。最远的一次，观测仪器甚至飘到了距离始发地4000公里的地方，由于有高科技的定位系统，所以很快被搜寻到。
常进告诉记者，目前我们国家正努力争取制造自己探测仪器。十年努力终获认可2000年底至2001年初，经过改造后的“ATIC”观测设备在南极升空观测高能电子。
常进介绍，首次观测非常成功，他们获得了大量高能电子的数据。但经过计算和研究后发现，他们所观测到的高能电子的流量与目前学界已掌握的情况有较大差异。
据了解，以往学界普遍认为太阳系附近的高能电子主要来源于超新星遗迹，并建立了太阳系高能电子流量模型。可他们获得的高能电子的流量远远超出了模型预计的流量。
这意味着高能电子还存在别的“起源”。不明来源的高能电子究竟来自何处？常进告诉记者，这有很多种。
5.暗物质的研究历史
21世纪初科学最大的谜是暗物质和暗能量。
暗物质存在于人类已知的物质之外，人们知道它的存在，但不知道它是什么，它的构成也和人类已知的物质不同。在宇宙中，暗物质的能量是人类已知物质的能量的5倍以上。
暗物质的总质量是普通物质的6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质还是个谜。
科学家认为，整个宇宙有84.5%是由暗物质构成，但一直未能证明其存在。 已有不少天文学家认为，宇宙中90%以上的物质是以“暗物质”的方式隐藏着。
天文学家们称，根据当前一些统计资料显示，我们平常看不见的暗物质很可能占有宇宙所有物质总量的95%，而人类可以看到的物质只占宇宙总物质量的不到10%。20世纪30年代，荷兰天体物理学家奥尔特指出：为了说明恒星的运动，需要假定在太阳附近存在着暗物质；同年代，茨维基从室女星系团诸星系的运动的观测中，也认为在星系团中存在着大量的暗物质；美国天文学家巴柯的理论分析也表明，在太阳附近，存在着与发光物质几乎同等数量看不见的物质。
1930年初，瑞士天文学家扎维奇发表了一个惊人结果：在星系团中，看得见的星系只占总质量的1/300以下，而99%以上的质量是看不见的。不过，扎维奇的结果许多人并不相信。
自20世纪70年代以来，科学家们根据对许多大型天体之间，如星系之间的引力效果的观测发现，常规物质不可能引起如此大的引力，因此暗物质的存在理论被广泛认同。2006年1月6日报道，剑桥大学天文研究所的科学家们在历史上第一次成功确定了广泛分布在宇宙间的暗物质的部分物理性质。
从事此项研究的科学家们已准备将此项研究结果公开发表。2006年，美国天文学家利用钱德拉X射线望远镜对星系团1E 0657-56进行观测，无意间观测到星系碰撞的过程，星系团碰撞威力之猛，使得黑暗物质与正常物质分开，因此发现了暗物质存在的直接证据。
天文学家推测，宇宙中最重要的成分是暗物质和暗能量，暗物质占宇宙25%，暗能量占70%，通常所观测到的普通物质只占宇宙质量的5%。因此，探测和研究暗物质很可能导致物理学界新的革命。
2007年1月，暗物质分布图终于诞生了！经过4年的努力，70位研究人员绘制出这幅三维的“蓝图”，勾勒出相当于从地球上看，8个月亮并排所覆盖的天空范围中暗物质的轮廓。这张图是通过引力透镜原理获得的。
马赛天文物理实验室的让-保罗·克乃伯（Jean-Paul Kneib）参加了这张分布图的绘制工作，他认为这种“面包丁”的形状自25亿年以来就没有很大改变，所以我们看到的也就是暗物质的形状。2007年5月16日出版的《天体物理学杂志》称，约翰斯·霍普金斯大学天文学家小组利用哈勃太空望远镜，探测到了位于遥远星系团中呈环状分布的暗物质 。
天文学家们称，这是迄今为止能证明暗物质存在的最强有力的证据。这一重大发现刊登在上。
研究小组成员、天文学家詹姆斯·杰说，“这是第一次探测到有着独特结构的暗物质，它的环状结构与星系团内部星系以及热气体的结构截然不同 ”。这将有助于天文学家分析暗物质与普通物质的区别，理解引力作用是如何影响暗物质的 。
2009年12月21日，科学家在Souden煤矿中发现暗物质，这是迄今为止最有力的发现暗物质证据。其他实验也在探寻来自暗物质的信号，比如地下氙（Lux）实验。
美国费米太空望远镜则试图定位暗物质，寻找其在空间湮没（暗物质发生碰撞时，两个粒子将生成可以被探测器接收到的γ射线）的证据，但目前没有任何发现。 2010年12月12日，中国首个极深地下实验室——“中国锦屏地下实验室”于在四川雅砻江锦屏水电站揭牌并投入使用，锦屏地下实验室垂直岩石覆盖达2400米，是当前世界岩石覆盖最深的实验室。
它的建成标志着中国已经拥有了世界一流的洁净的低辐射研究平台，能够自主开展像暗物质探测这样的国际最前沿的基础研究课题。清华大学实验组的暗物质探测器已经率先进入实验室，并启动探测工作，而2012年上海交通大学等研究团队也将进入这里开展暗物质的探测研究。
2011年5月，意大利暗物质探测无果，该研究结果质疑其它发现暗物质的结果。有科学研究表明，大麦哲伦星系（距离银河系约16万光年）未被银河系的引力撕碎的原因可能是因为暗物质的影响，使大麦哲伦星系幸免于难。
至2013年，寻找暗物质粒子、研究暗能量的物理本质、探索宇宙起源及演化的奥秘、结合粒子物理和宇宙学的研究已成为21世纪天文学和物理学发展的一个重要趋势。诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾多次指出：“暗物质是笼罩20世纪末和21世纪初现代物理学的最大乌云，它将预示着物理学的又一次革命。”
——已发现的40万个正电子可能来自一个共同之源，即脉冲星或人们一直寻找的暗物质。日内瓦时间2013年4月3日下午5点（北京时间2013年4月4日零点），诺贝尔物理奖获得者丁肇中教授在日内瓦欧洲核子中心，首次公布其领导的阿尔法磁谱仪（AMS）项目18年之后的第一个实验结果，让人类在认识暗物质的道路上迈出重要一步。
丁肇中团队借助阿尔法磁谱仪已发现40万个正电子，这40万个正。
6.能否由哲学来提供暗物质与暗能量的具体研究方向
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84.5%的物质含量，其中人类可见的只占宇宙总物质量的10%不到（约5%）。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。
暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、天文观测和膨胀宇宙论研究表明：宇宙的密度可能由约70%的暗能量，5%的发光和不发光物体，5%的热暗物质和20%的冷暗物质组成。
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。
在宇宙标准模型中，暗能量占据宇宙68.3%的质能。暗能量和暗物质是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量，宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量与万有引力来推动的。
根据“普朗克”探测器收集的数据，科学家对宇宙的组成部分有了新的认识，宇宙中普通物质和暗物质的比例高于此前假设（30%），而暗能量这股被认为是导致宇宙加速膨胀的神秘力量则比想象中少，占73%。 暗能量是宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。
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。
按照爱因斯坦引力场方程，加速膨胀的现象推论出宇宙中存在着压强为负的“暗能量”。
7.如何看待现代物理学中关于“暗物质”和反物质的理论和相关研究
暗物质
在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。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。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明：我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4%，暗物质占了宇宙的23%，还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性，对结构形成也非常关键。暗物质很有可能是一种（或几种）粒子物理标准模型以外的新粒子。对暗物质和暗能量的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。
-----------
反物质
在粒子物理学里，反物质是反粒子概念的延伸，反物质是由反粒子构成的，如同普通物质是由普通粒子所构成的。例如一颗反质子和一颗反电子（正电子）能形成一个反氢原子，如同电子和质子形成一般物质的氢原子。此外，物质与反物质的结合，会如同粒子与反粒子结合一般，导致两者湮灭，且因而释放出高能光子（伽玛射线）或是其他能量较低的正反粒子对。正反物质湮灭所造成的粒子，赋予的动能等同于原始正反物质对的动能，加上原物质静止质量与生成粒子静质量的差，后者通常占大部分。（爱因斯坦特殊相对论告诉我们，质量与能量是等价的）
反物质无法在自然界找到，除非是在稍纵即逝的少量存在（例如因放射衰变或宇宙射线等现象）。这是由于反物质若非存在于像物理实验室的人工环境下，则无可避免地随即与自然界的物质发生碰触并湮灭。反粒子和一些稳定的反物质（例如反氢）可以人工制造出极少量，但却不足以达到可对这些物质验证其理论性的程度。
在科学与科幻领域，都有很大的疑问关于为何所见的宇宙很明显地几乎充满了物质、是否有其他地方几乎充满了反物质，以及是否能够驾驭反物质，但在现今可见的宇宙范围中，明显的正反物质不对称性成了物理之谜中的最大难题之一。许多可能的物理过程都是在探究重子时所发现。
转载请注明出处众文网 » 暗物质和暗能量研究现状毕业论文(关于暗物质与暗能量)