你知道宇宙最大的神奇是什么吗?要回答这个问题,我们就得从宇宙学的基础开始。宇宙学是对整个宇宙的研究,并且延伸至探讨人类在宇宙中的地位。再细分下去,我们会进入物理宇宙学的领域,这是研究宇宙大尺度结构和宇宙形成及演化等基本问题的学科,天体物理学在这门学科的发展中起到了核心作用。

那么,如果我们想创造出一个宇宙,需要哪些东西呢?我们所知的宇宙是由两种基本成分和一种可选成分构成的,其中大约25%为暗物质,70%为暗能量。暗物质是一种完全看不见的东西,无论其本质到底是什么,它都不与光相互作用。直到现在,科学家依然不知道暗物质是由什么构成的,而另一方面,通过引力效应,以及与其他物质的相互作用,我们又明确知道暗物质的存在。
除了暗物质,我们还需要大量的暗能量,这种东西就更加神奇了。在物理宇宙学中,暗能量是一种充溢空间、增加宇宙膨胀速度的能量形式。每一天,宇宙都在以更快的速度变得变大,而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。科学家猜测暗能量与时空本身的真空有关。换句话说,如果你有一个没有任何物质和辐射的空盒子,那这个盒子实际上就充满了暗能量。在这个猜测以外,我们对暗能量的了解相当贫乏。
对于我们已知的宇宙而言,只要有足够的暗物质和暗能量,我们就可以占据宇宙大部分古代中95%的内容。
那么,那些可选的成分呢?这些就是普通物质了,即宇宙学家所谓的“重子”——如质子和中子——物质。这些物质组成了原子和分子,进而组成了行星、太阳和星系物质,以及我们人类本身。在宇宙中,所有可见的物质其实都不甚主要,但对人类而言,这些物质的存在就是一切。
黑暗的网络
这就是当今的宇宙:少量的普通物质,大量的暗物质和暗能量。暗能量作用于时空结构本身,呈现为一种均匀的负压力,可以将宇宙的边缘撕开,导致时空膨胀;但除此之外,暗能量并没有真正参与到日常的宇宙生活中。
暗物质聚集在一起,形成一个巨大的复杂网络,称为“宇宙网”。科学家认为,宇宙中存在巨大的暗物质球体,直径超过一百万光年。在这些球体之间由伸展的暗物质纤维连接着。宇宙中还有着令人难以置信的“沙漠”,即所谓的宇宙空洞——里面几乎什么都没有。然而,除了提供宇宙结构的骨架之外,暗物质其实没有做其他任何事情。毕竟,暗物质不能与光相互作用,只是存在于宇宙中而已。
少量的普通物质被困在暗物质网络中。在星系外围,有着被称为暗物质晕的神奇结构,将星系包围其中,就如同包围太阳的太阳圈。这些巨大的球体结构中通常包含多个星系,称为星系团。
宇宙网是自然界中发现的最大的单一结构,充满了整个可观测宇宙也许在可观测宇宙之外还有一些,但根据定义,我们无法看得更远。你可能会问,可观测宇宙有多大?目前估计,可观测宇宙的直径约为900亿光年,但科学家认为,宇宙的真实尺寸可能要大得多。
背后的故事
那么,宇宙是怎么变成今天的样子的?怎么让所有这些暗物质排列在一个巨大的宇宙网中?一百年前,当科学家们还不知道暗物质原因是什么时,他们取得了一个了不起的发现:宇宙正在膨胀。
平均而言,星系之间的距离每一天都在变得更远;也就是说,偶尔发生星系碰撞是完全可能的。这也意味着,过去的宇宙与现在是截然不同的,时间越往前,宇宙就越不一样。宇宙学家可以将时钟倒回,追溯至宇宙中的一切都被挤压成一个点的时候:137.7亿年前。当时整个可观测的宇宙可能只有桃子那么大,而温度超过一千万亿度。
这是多么了不起的认识!地球上的我们如何可能知道宇宙中发生过如此剧烈的变化?很显然,科学家之所以可以这么说,是因为他们发现了证据。
我们知道,如今的宇宙非常大,而过去的宇宙非常小,它那时的温度肯定会比现在高得多因为本质上同样的东西都被塞进了一个小得多的体积。在宇宙古代的某个阶段,整个宇宙会呈现等离子体的状态,微小的电子可以自由活动。但到了某个临界点上,宇宙一定会变得足够大,温度足够低,从而能形成第一批原子,并在此过程中释放出大量白热辐射。这种辐射一直持续到今天,使宇宙沉浸在某种不那么强烈的微波辐射中。
今天我们可以用微波望远镜看到这些微波辐射,这也是迄今为止宇宙中最大的单一光源。它们是大爆炸的遗迹,在天空中夜复一夜地存在着。没错,正是普通物质释放了这些辐射。因此也可以说,即使普通物质只占据了宇宙的一小部分,但仍然非常主要。
双鱼座诺贝尔 2023年诺贝尔物理学奖揭晓
诺贝尔双鱼座诺贝尔双鱼座 诺贝尔双鱼座是什么样的人?双鱼座坎贝尔天蝎男,白羊女:双鱼男性格很温顺,对爱情的态度也比较专一。癌症女孩:癌症女孩是一个特别负责任的星座,她们会为家庭和孩子付出所有的爱,甚至为孩子的未来而努力工作。癌症女性非常重视婚姻,她们不会随意找到一个可以陪伴她们一生的人,因为她希望她的另一半能过上美好的生活,所以她会选择结婚。处女座女孩:处女座女孩是一个非常有吸引力的女孩,无论做什么都是认真和负责任的外表,她们总是向别人展示最好的一面。但如果他们没有得到别人的认可,那么他们只能欺骗自己和他人。处女也非常关注情感,虽然有时非常顽皮,但事实上,只要你找到那个能让彼此放心的人,那么他们就是最快乐的,毕竟,两个人都想过上更好的生活。金牛座女孩:金牛座女孩是一个非常理性的女孩。他们不会因为生活中的矛盾而争论。即使在争吵之后,他们也会冷静下来,考虑哪一方最适合他们。在婚姻方面,他们仍然听从丈夫的建议。他们认为嫁给合适的人很重要,面对问题会站在对方的角度思考,所以这样的女人会很受异性欢迎。双子座:双子座是一个聪明的女人。他们善于观察,知道自己想要什么样的生活,并将利用这些优势来实现自己的目标。但聪明的头脑也是吸引女孩的主要因素之一。然而,双子座的孩子太追求完美了。他们必须经历各种各样的问题才能做出正确的判断。
事件真相:世界十大杰出物理学家是怎么回事?牛顿排第六
世界上也许有一些真正伟大的物理学家,他们在自己的工作领域上是杰出的,但我们从来没有听说过他们。因为除了他们的才华,他们的工作是相对模糊的,是不被人们所了解的。因此我们选出了在实现科学目的方面最有影响力的十位物理学家,让我们一起看下去,了解在世界范围排名前十的物理学家吧。10.阿那克西曼德阿那克西曼德认为地球不需要什么东西来支撑它,地球漂是浮在无限中心的,因为它与宇宙的其他部分距离相等。这个观点,改变了我们对地球的看法,并同时引入了地球与天空中的行星和恒星之间的吸引力。9.阿基米德阿基米德是古代最伟大的科学家,他将数学,物理和工程学推向了新的高度。他创建了力学和静力学的物理科学,发现了杠杆和滑轮的规律,并发现了物理学中最重要的概念之一重心。8.伽利略伽利略是第一批用望远镜研究天空的人之一,他是第一个发现卫星围绕另一个星球运行的人,发现木星的四个最大的卫星和钟摆法。他发现了牛顿的第一运动定律,在力学领域的发现破坏了亚里士多德的错误物理学,这种物理学已经在西方思想中占据了两千年的主导地位。7.约翰内斯开普勒约翰内斯·开普勒打破了数千年天文学的传统,发现天体遵循椭圆形路径,开普勒的行星运动定律是我们对宇宙理解的关键突破。他是第一个证明对数如何工作的人,发现我们的眼睛反转了图像,我们的大脑纠正了颠倒的图像。6.牛顿艾萨克·牛顿发明了微积分,即变化的数学,没有它,我们就无法理解物体像电子一样微小或像星系一样大的行为。牛顿发现了万有引力定律,证明了月球绕地球运行的原因与苹果从树上落下的原因完全相同。此外他建造了世界上第一台反射望远镜。5.法拉第迈克尔法拉第通过改变磁场,在电线中产生电流,并因此发现电磁感应,这是当今几乎所有发电厂产生电力的手段。他是发现电磁旋转电动机的先驱,他发明了法拉第笼,可以防止闪电损坏其中的任何物质,并防止外部干扰影响敏感的电子和电子实验。4.欧内斯特·卢瑟福欧内斯特·卢瑟福是核化学和核物理之父。他发现并命名了原子核,质子,α粒子,β粒子,还预测了中子的存在。与他一起工作的非常多的年轻科学家继续赢得诺贝尔奖,包括詹姆斯查德威克,塞西尔鲍威尔。3.尼尔斯玻尔尼尔斯玻尔彻底改变了我们对原子和世界的看法,当物体是原子大小或更小时,他意识到经典物理会发生灾难性的失败。他重塑了原子,在这样做的过程中,他创立了量子力学。后来,作为哥本哈根量子力学解释的主要设计师,他帮助重塑了我们对自然界如何在原子尺度上运作的理解。2.欧文施罗丁格他建立了量子力学的波动力学公式,允许一定程度的可视化。薛定谔将电子描绘成波浪,而不是在任何给定的位置展开。他表明,他的波和海森堡的矩阵公式虽然表面上不同,但在数学上是等价的。在晚年,薛定谔对量子力学感到不满,并以薛定谔猫的思想实验而闻名.1.艾尔伯特爱因斯坦爱因斯坦重写了自然法则,他彻底改变了我们理解事物行为的方式,如光,重力,空间和时间。他确定每个人,无论他们自己相对于光线的速度如何,都会在真空中测量光速为每秒3亿米的速度。他重写了牛顿的万有引力定律,提出了广义论。