黑洞 宇宙中最神秘的6個現(xiàn)象，搞明白其中一個，科學(xué)都將突飛猛進( 二 )
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暗物質(zhì)，宇宙中消失的質(zhì)量現(xiàn)在我們在地球上、甚至在宇宙中能看到的物質(zhì)都有由電子、質(zhì)子和中子組成的。按理來說，宇宙中現(xiàn)在存在的物質(zhì)就是我們現(xiàn)在看到的所有物質(zhì)。但是現(xiàn)在又有很多的證據(jù)表明，宇宙中還存在一些我們看不見、且難以發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)粒子，這些粒子具有質(zhì)量，可以提供引力、以及感受到引力作用，但是就是無法發(fā)生電磁相互作用，可以說除了引力以外，和正常物質(zhì)沒有任何的關(guān)系，這導(dǎo)致我們根本無法確定它們到底是什么。最初發(fā)現(xiàn)它們存在的人是上世紀(jì)30年代的一位天文學(xué)家叫弗里茨·茲威基，他在觀察彗發(fā)星系團時，注意到了一個反常的現(xiàn)象。就是其中的星系運動速度高于可見物質(zhì)質(zhì)量所能提供的引力，按理來說，這些星系這樣快速的運動就會導(dǎo)致星系團解體。但真實的情況是星系團好好的，這就說明在星系團中還有我們沒有發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)在提供著巨大的引力。茲威基當(dāng)時的結(jié)論就是宇宙中有缺失的物質(zhì)，由于它們看不見，因此稱為暗物質(zhì)。但是當(dāng)時并沒有太多的人重視這個發(fā)現(xiàn)，直到30年后，美國天文學(xué)家維拉·魯賓在研究單個星系的時候，根據(jù)星系所能提供的引力，以及星系外圍的旋轉(zhuǎn)速度得出，在單個星系中也缺失質(zhì)量，不然按照星系的旋轉(zhuǎn)速度，星系也會解體。在此之后，暗物質(zhì)才真正引起了天文學(xué)家的注意，經(jīng)過了幾十年的研究，但現(xiàn)在都是個謎題。暗物質(zhì)是什么？現(xiàn)在我們并不知道，只能說它們是一種具有質(zhì)量的冷粒子，并且在宇宙中這種暗粒子的質(zhì)量是所有可見物質(zhì)的6倍，占了宇宙總質(zhì)能的27%。而我們能看見的正常物質(zhì)，只占了宇宙總質(zhì)能的5%。這是天文學(xué)上的第二大謎團。
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暗能量，一種神秘的、控制著宇宙的能量上文說了，正常物質(zhì)占了總質(zhì)能的5%而暗物質(zhì)占27%，那么剩下的大部分是什么？剩下的68%就是我們現(xiàn)在要說的“暗能量”。從名字可以看出來，我們并不知道這種能量形式是什么，但是它的效益且真真切切地影響著宇宙，左右著我們的未來。上世紀(jì)二十年代，在哈勃的發(fā)現(xiàn)下，我們已經(jīng)了解到了宇宙在膨脹。但問題是宇宙的未來是一直膨脹下去，還是引力最終獲勝，宇宙轉(zhuǎn)而收縮，還是引力和膨脹率最后相互平衡呢？這是當(dāng)時人們關(guān)于宇宙未來結(jié)局的三種猜想，但是到了1998年的發(fā)現(xiàn)，才讓科學(xué)家知道以上的三種可能都不對，兩個獨立的天文小組通過對遙遠超新星的觀測發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的宇宙不僅僅是在膨脹，而且是在加速膨脹。也就是說宇宙在未來會膨脹的愈來愈快，這也說明了宇宙中有一種未知的能量為宇宙提供了抵抗引力的斥力，并且這種能量在宇宙膨脹的過程中，能量密度不會像物質(zhì)密度、輻射密度一樣不斷的下降，而是一直保持著一個常數(shù)。因此科學(xué)家將這種未知的能量稱為暗能量。類星體
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類星體就是類似于恒星的天體，但它們并不是恒星，只是看起來像恒星而已。這類天體距離地球十分遙遠，動輒數(shù)十億光年，甚至是數(shù)百億光年。所以我們對它們的了解非常小，雖然現(xiàn)在知道類星體比星系要小得多，但它們的中心有一個龐然大物的黑洞，這個黑洞為整個星核提供著能量。上世紀(jì)五十年代，我們第一次捕捉到了類似恒星的來源不明的無線電波，現(xiàn)在我們知道類星體發(fā)射的輻射橫跨整個電磁頻譜，由于距離我們很遙遠，光線紅移的作用，導(dǎo)致我們在地球上接受到類星體產(chǎn)生的強輻射，紅移到了無線電波段。但是我們知道，黑洞并不發(fā)光，那么類星體中心的黑洞如何給它提供非常大的能量輻射的？這是因為在這些黑洞附近有很多的物質(zhì)、塵埃和氣體，它們進入黑洞的引力范圍，就會在其周圍形成高速旋轉(zhuǎn)的吸積盤。吸積盤中的物質(zhì)會一直往下落，摩擦產(chǎn)生的能量會以電磁輻射的形式釋放出來，由于黑洞具有強的磁場，磁場也會導(dǎo)致帶電粒子被噴射出來，形成物質(zhì)噴流。因此類星體輻射的能量非常巨大，強大的類星體比整個銀河系要亮一千倍以上。2017年，我們發(fā)現(xiàn)了迄今為止最遠的類星體，它距離我們超過130億光年，是在大爆炸后6億年產(chǎn)生的。由于類星體非常明亮，所以我們可以通過觀察它數(shù)十億年前的樣子，了解宇宙早期星系演化的過程。
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