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天文科普：“暗物質”、“暗能量”存在嗎？
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“暗物質”、“暗能量”存在嗎？
按照現有的科學理論，宇宙的構成可以分為三個部分：空間、物質和能量，愛因斯坦的引力理論——廣義相對論，把這三者緊密聯係在了一起。引力是衛星、行星、恒星運動的主要原因，一個物體施加給其它物體的引力大小，隻取決於它們的質量和距離，因而隻要觀察物體在空間的運動，就可以計算出引發這一運動的質量大小。
比如在太陽係中，太陽質量所產生的引力，拖拽著各大行星繞著它轉動。離太陽越近的行星受到的引力越大，保持軌道所需要的運動速度就越快。根據引力方程，隻要知道了行星圍繞太陽旋轉的速度，以及它們之間的距離，就可以計算出太陽的質量；或者也可以根據後兩者的數據，反過來計算行星的軌道。
廣義相對論在計算太陽係各星體的質量和它們的軌道方麵取得了成功。從理論上說，廣義相對論的運用應該不僅僅適用於太陽係，同樣可以擴大到星係層麵，能用來解釋星係質量與星係內恒星的運動速度之間的關係。因為一個星係中的大部分恒星都處在星係盤上，在不斷地圍繞著星係中心運動，這和行星在圍繞著太陽轉動沒有什麽兩樣。
然而問題出現了。在所有的觀測中都發現了同樣的情況，那就是星係的質量與星係內恒星的運動速度不匹配，根據引力方程計算的結果，星係必須擁有比現在大得多的質量，才有可能將這些恒星保持在它們現有的軌道上。這些質量到哪裏去了呢？科學家們猜測，星係中應該存在著一類我們看不見的物質，那就是“暗物質”。
這些暗物質自身不發射電磁輻射，也不與電磁波產生相互作用，這樣我們就無法感知到它，隻能通過引力產生的效應猜測它可能存在。
“暗能量”的發現照樣跟引力有關。人們想，從引力的角度來看，既然宇宙中的每一個部分都被其它部分吸引著，那麽它應該能夠遏製宇宙的擴張。然而我們觀測到的事實卻是，宇宙正在加速膨脹。這一事實暗示著，必定存在一種東西，在推動著宇宙的膨脹，它是不同於已知的物質、能量和暗物質的東西，人們把它稱為“暗能量”。
對於暗物質是否真的存在，人們其實沒有絕對的把握。因為還存在另外一種可能，那就是也許愛因斯坦的廣義相對論，僅僅隻是在太陽係內適用，一旦擴展到星係、星團甚至整個宇宙的層麵，那就完全失效了。這種情況完全有可能出現，萬有引力定律隻是相對論這個更普適理論的一個特殊情況，說不定相對論本身也是如此，隻是一個更大理論的組成部分？
同樣地，對於暗能量是否真的存在，我們目前更是無法確認。
假如愛因斯坦的引力方程在整個宇宙中都適用，那麽根據最近的測量，宇宙中僅有5%的物質和能量是常規物質，其餘是23%的暗物質和72%的暗能量。也就是說，我們目前所能了解的隻是宇宙5%的部分，對於其餘絕大部分我們還一無所知。
暗物質與暗能量時刻都在提醒我們，我們對於世界的認知過分依賴於我們的感官和思維。假如有一種事物，既不為我們的感官所感知，又不與我們能感知到的事物之間產生相互作用，那麽我們根本就不可能斷定它是否存在。
暗物質、暗能量是否真的存在？世界上會不會有這樣的事物，它雖然存在，我們卻永遠也無法感知？比如鬼魂、科技高度發達的外星人，還有上帝？
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按照現有的科學理論，宇宙的構成可以分為三個部分：空間、物質和能量，愛因斯坦的引力理論——廣義相對論，把這三者緊密聯係在了一起。引力是衛星、行星、恒星運動的主要原因，一個物體施加給其它物體的引力大小，隻取決於它們的質量和距離，因而隻要觀察物體在空間的運動，就可以計算出引發這一運動的質量大小。
比如在太陽係中，太陽質量所產生的引力，拖拽著各大行星繞著它轉動。離太陽越近的行星受到的引力越大，保持軌道所需要的運動速度就越快。根據引力方程，隻要知道了行星圍繞太陽旋轉的速度，以及它們之間的距離，就可以計算出太陽的質量；或者也可以根據後兩者的數據，反過來計算行星的軌道。
廣義相對論在計算太陽係各星體的質量和它們的軌道方麵取得了成功。從理論上說，廣義相對論的運用應該不僅僅適用於太陽係，同樣可以擴大到星係層麵，能用來解釋星係質量與星係內恒星的運動速度之間的關係。因為一個星係中的大部分恒星都處在星係盤上，在不斷地圍繞著星係中心運動，這和行星在圍繞著太陽轉動沒有什麽兩樣。
然而問題出現了。在所有的觀測中都發現了同樣的情況，那就是星係的質量與星係內恒星的運動速度不匹配，根據引力方程計算的結果，星係必須擁有比現在大得多的質量，才有可能將這些恒星保持在它們現有的軌道上。這些質量到哪裏去了呢？科學家們猜測，星係中應該存在著一類我們看不見的物質，那就是“暗物質”。
這些暗物質自身不發射電磁輻射，也不與電磁波產生相互作用，這樣我們就無法感知到它，隻能通過引力產生的效應猜測它可能存在。
“暗能量”的發現照樣跟引力有關。人們想，從引力的角度來看，既然宇宙中的每一個部分都被其它部分吸引著，那麽它應該能夠遏製宇宙的擴張。然而我們觀測到的事實卻是，宇宙正在加速膨脹。這一事實暗示著，必定存在一種東西，在推動著宇宙的膨脹，它是不同於已知的物質、能量和暗物質的東西，人們把它稱為“暗能量”。
對於暗物質是否真的存在，人們其實沒有絕對的把握。因為還存在另外一種可能，那就是也許愛因斯坦的廣義相對論，僅僅隻是在太陽係內適用，一旦擴展到星係、星團甚至整個宇宙的層麵，那就完全失效了。這種情況完全有可能出現，萬有引力定律隻是相對論這個更普適理論的一個特殊情況，說不定相對論本身也是如此，隻是一個更大理論的組成部分？
同樣地，對於暗能量是否真的存在，我們目前更是無法確認。
假如愛因斯坦的引力方程在整個宇宙中都適用，那麽根據最近的測量，宇宙中僅有5%的物質和能量是常規物質，其餘是23%的暗物質和72%的暗能量。也就是說，我們目前所能了解的隻是宇宙5%的部分，對於其餘絕大部分我們還一無所知。
暗物質與暗能量時刻都在提醒我們，我們對於世界的認知過分依賴於我們的感官和思維。假如有一種事物，既不為我們的感官所感知，又不與我們能感知到的事物之間產生相互作用，那麽我們根本就不可能斷定它是否存在。
暗物質、暗能量是否真的存在？世界上會不會有這樣的事物，它雖然存在，我們卻永遠也無法感知？比如鬼魂、科技高度發達的外星人，還有上帝？
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