暗物质与暗能量
宇宙中的暗物质和暗能量
宇宙中的暗物质和暗能量在我们所熟知的宇宙中，暗物质和暗能量是两个神秘而又引人瞩目的概念。
它们是构成宇宙的重要组成部分，却又极其难以被观测和理解。
本文将探讨宇宙中的暗物质和暗能量，以及它们对宇宙演化的重要意义。
一、暗物质：宇宙中的隐形力量暗物质，顾名思义，是一种不发光、不与电磁波相互作用的物质。
在宇宙中，暗物质占据着绝大部分的比例，约占宇宙总质量的27%。
然而，我们却无法直接观测到暗物质，它宛如一个隐形的力量，只能通过间接的天文观测和理论推测来认识它的存在。
暗物质最重要的证据之一来自于星系旋转曲线的观测。
根据牛顿力学的理论，我们预期星系中的物体离开星系中心后速度会递减，但观测结果却显示了完全相反的情况。
星系的恒星和气体在远离中心的轨道上具有高速度，这表明星系中存在着额外的引力源。
暗物质被视为解释这种现象的最佳候选者，它通过引力相互作用影响着星系中的可见物质运动。
此外，宇宙微波背景辐射的研究也提供了暗物质存在的证据。
宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸后剩余下的热辐射，通过对其温度分布的观测研究，科学家们发现，只有假设存在暗物质，并通过暗物质的引力作用，我们才能解释宇宙背景辐射的密度涟漪分布。
暗物质的本质依然是一个谜，科学家们提出了一些理论模型来解释它的组成，如超对称理论和阿克西恩理论等。
然而，迄今为止，还没有观测实验能够直接揭示暗物质的本质。
对于暗物质的研究仍然是当前宇宙学的重要课题之一。
二、暗能量：加速膨胀的推动力暗能量是另一个神秘的存在，它是一种反重力效应的能量形式，可以推动宇宙的加速膨胀。
根据观测数据表明，暗能量占据了宇宙总质能的约68%，比暗物质还要更多。
暗能量的存在最早由对超新星爆发的观测研究得出，当大型星系团中的超新星爆发时，科学家们观测到远离中心的超新星亮度比预期要高，这可以解释为暗能量的推动效应，使得宇宙膨胀速度越来越快。
暗能量的性质和来源同样是一个谜。
一种被广泛接受的解释是，它是宇宙真空的一种属性，被称为“宇宙常数”。
物理学中的暗物质与暗能量
物理学中的暗物质与暗能量暗物质与暗能量是物理学中一个极为重要的概念，也是关于宇宙存在的两个重要问题。
在人类对宇宙的探究中，我们了解到宇宙中只有大约5%的物质是可见的，剩下的95%是我们无法直接观测到的“暗物质”和“暗能量”。
那么，什么是暗物质和暗能量呢？它们为什么会在宇宙中存在？本文将为您详细解释相关的知识点。
一、什么是暗物质？暗物质指的是宇宙中一种不存在热电波辐射，无法被直接观测到的物质。
然而，它能够通过相互作用与可见物质组成宇宙的物质结构。
暗物质和可见物质的差别在于它们的组成物质不同：可见物质是由原子构成，而暗物质是由一些微弱粒子组成，这些粒子不与光子相互作用。
这也就是为什么我们无法直接观测到它们。
那么，为什么暗物质能够被推测出来呢？在爱因斯坦提出广义相对论之后，研究人员发现，行星的轨道和星系的运动与可见质量并不相符合。
也就是说，通过对星系运动的观测，我们知道了星系内除了可见物质之外，还有一些相当可观的物质质量存在，不断地影响星系的未来命运。
研究认为这些影响是由一些我们无法观测到的物质——暗物质引起的。
暗物质存在的证据还包括通过宇宙微波背景辐射的观测，研究者发现，在宇宙早期的膨胀中，暗物质扮演了很重要的角色。
二、什么是暗能量？与暗物质相对应的就是暗能量。
相对于暗物质而言，暗能量更加神秘、难以理解。
在物理学中，暗能量指的是导致现代宇宙加速膨胀的一种能量，这种能量占宇宙总体能量的近七成。
人类对暗能量的探究其实也可以追溯到20世纪初期爱因斯坦提出广义相对论之后。
当时爱因斯坦引入了一个问题：为什么宇宙不会收缩呢？此后许多学者认为，暗能量是爱因斯坦“宇宙常数”的一种形式，用于解释宇宙不断膨胀的情况。
但是，迄今为止，我们对这种能量仍不是完全理解，因此我们称之为暗能量。
三、暗物质和暗能量的差别所在虽然暗物质和暗能量都是我们不可见的能量，但它们在本质上是有所不同的。
暗物质是存在于宇宙中的大量的物质，这种物质只能用重力作用来推测它们的存在，但是它们的存在足够强大可以影响宇宙的演化方向。
天文学概念知识：宇宙学中的暗物质和暗能量的物理意义
天文学概念知识：宇宙学中的暗物质和暗能量的物理意义在宇宙学研究中，暗物质和暗能量是两个极其重要的概念。
它们对于我们理解宇宙的演化和结构都有着至关重要的意义。
本文将从物理意义和研究进展两个方面来探讨暗物质和暗能量的相关问题。
一、物理意义1.暗物质暗物质是宇宙中一种尚未被发现的物质，因其不与电磁波相互作用，所以不能被直接观测到。
目前，对于暗物质的存在、组成、性质等还存在很多未知的问题。
但通过对宇宙学和天体物理学的研究，我们可以借助间接观测的手段，来推测暗物质存在的证据。
暗物质的物理意义，在于它对宇宙的形成和演化起到了重要的作用。
宇宙的加速膨胀、星系的旋转速度、星系团的质量、宇宙微波背景辐射等现象，都表明暗物质存在，并且它是构成宇宙90%以上物质的主要组成部分。
只有理解暗物质，我们才能更好地研究宇宙的结构和演化，推理宇宙的结构演化史和未来的发展方向。
2.暗能量暗能量是宇宙中一种压强为负的能量形式，它的存在使得宇宙加速膨胀。
相比之下，普通的物质（如可见星系中的星体、尘埃和气体等）和辐射（如宇宙射线、X射线、光、微波辐射等）对宇宙的加速膨胀都是起减速作用的。
目前，对于暗能量的本质还没有达成共识，它的产生和由何种粒子、能级等组成依然存在着很多科学家的争议。
暗能量的物理意义，在于它对宇宙学研究及宇宙的演化方向产生了重大影响。
它是宇宙演化的基础性驱动力，改变了宇宙膨胀的性质，推动了未来的宇宙演化，影响了宇宙的总体结构。
加速膨胀的宇宙具有不同于减速膨胀（或收缩）宇宙的性质，这意味着对于宇宙与普遍理论的关系、物理规律的变化和宇宙结构的表现等都带着新的挑战和机遇。
二、研究进展1.暗物质经过几十年的研究，暗物质的存在已经被普遍接受，并在很多宇宙学理论和模型中被广泛应用。
但暗物质的本质至今仍然未被确认。
目前，关于暗物质性质的研究主要有两种思路：一是探测暗物质的粒子性质（暗物质粒子研究），二是通过观察宇宙的结构和演化，对暗物质的性质做出推测（宇宙学研究）。
什么是暗物质和暗能量它们如何影响宇宙演化
什么是暗物质和暗能量它们如何影响宇宙演化关键信息项：1、暗物质的定义和性质2、暗能量的定义和性质3、暗物质对宇宙演化的影响4、暗能量对宇宙演化的影响5、目前对暗物质和暗能量的研究方法和进展6、未来对暗物质和暗能量研究的展望11 暗物质的定义和性质暗物质是一种假设存在于宇宙中的物质形式，它不与电磁辐射相互作用，因此无法通过电磁波直接观测到。
然而，通过其对可见物质的引力效应，科学家们推断出了暗物质的存在。
111 暗物质的组成成分至今尚未完全确定，但理论上认为它可能由一些尚未被发现的基本粒子构成。
112 暗物质具有质量，并且其质量在宇宙中所占的比例远远高于可见物质。
12 暗能量的定义和性质暗能量是一种驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。
与暗物质不同，暗能量并非物质，而是一种能量形式。
121 暗能量的本质仍然是现代物理学和宇宙学中最大的谜题之一。
122 其性质表现为具有负压，能够产生排斥性的引力效应。
21 暗物质对宇宙演化的影响暗物质在宇宙的结构形成和演化中起着关键作用。
211 它通过引力作用吸引普通物质，促进星系和星系团的形成和聚集。
212 在早期宇宙中，暗物质的分布不均匀性为星系的形成提供了种子。
213 暗物质的存在影响了星系的旋转曲线和星系团内的物质分布。
22 暗能量对宇宙演化的影响暗能量的存在导致宇宙加速膨胀。
221 在宇宙演化的后期，暗能量的影响逐渐占据主导地位，使得星系之间的距离不断增大。
222 暗能量的强度和演化方式对宇宙的未来命运有着决定性的影响。
31 目前对暗物质和暗能量的研究方法和进展311 科学家们通过多种观测手段来研究暗物质和暗能量，如引力透镜效应、星系团的观测、宇宙微波背景辐射的测量等。
312 大型地面和空间望远镜的建设为研究提供了更精确的数据。
313 粒子物理实验也在努力寻找可能构成暗物质的候选粒子。
32 未来对暗物质和暗能量研究的展望321 随着技术的不断进步和新的理论模型的提出，对暗物质和暗能量的研究有望取得重大突破。
暗物质和暗能量的本质是什么
暗物质和暗能量的本质是什么关键信息项：1、暗物质的定义与特征描述暗物质的性质____________________________暗物质的可能组成成分____________________________暗物质与普通物质的相互作用方式____________________________ 2、暗能量的定义与特性阐述暗能量的本质特征____________________________暗能量对宇宙膨胀的影响机制____________________________暗能量的可能来源或产生方式____________________________3、研究暗物质和暗能量的方法与技术观测手段____________________________实验方法____________________________理论模型构建____________________________4、目前对暗物质和暗能量本质的主流理论和假说相关理论的核心观点____________________________理论的依据和证据____________________________理论存在的局限性和争议点____________________________11 暗物质的定义与特征暗物质是一种在宇宙中存在，但不与电磁辐射相互作用，因而无法通过电磁波观测直接探测到的物质。
它的存在是通过其对可见物质的引力效应推断出来的。
暗物质具有以下重要特征：111 质量巨大暗物质在宇宙中的总质量远远超过了普通可见物质的质量。
112 分布广泛其在星系和星系团中广泛分布，形成了宇宙的大尺度结构。
113 弱相互作用虽然与电磁辐射不发生作用，但可能存在极弱的非引力相互作用。
12 暗物质的可能组成成分目前，对于暗物质的组成成分存在多种假说和猜测。
121 弱相互作用大质量粒子（WIMP）这是一种被广泛研究的候选者，具有适当的质量和相互作用强度。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量什么是暗物质暗物质（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，但是数量非常庞大。
自从牛顿发现了万有引力定律以来, 人们就一直尝试用引力理论来解释各种天体的运动规律, 在这个过程中, “暗物质”的概念很早就已经形成了。
现代意义下的暗物质概念是瑞士天文学家家弗里兹·兹威基（Fritz Zwicky）早在1933 年研究后发星系团中星系运动的速度弥散时就提出来了。
他根据所测得的星系速度弥散并应用维理定理得到了后发星系团的质光比, 发现其比太阳的质光比要大400 倍左右。
1934 年，他在研究星系团中星系的轨道速度时，为了解释“缺失的物质”问题而正式提出了暗物质的概念．但当时并没引起太多的关注，直到40 年后，人们在研究星系中恒星的运动时遇到类似的困难: 人们发现如果仅考虑可见( 发光) 物体彼此之间的相互吸引力，那么各式各样的发光天体( 包括恒星、恒星团、气状星云，或整个星系) 运动的速度要比人们预想的快一些。
暗物质存在最直接的证据来自于漩涡星系旋转曲线的测量。
通常测量的旋转曲线在距离星系中心很远的地方会变平, 并且一直延伸到可见的星系盘边缘以外很远的地方都不会下降。
如果没有暗物质存在, 很容易得到在距离很远的地方旋转速度会随距离下降: v(r)= GM(r)! r ∝1!r因此, 平坦的旋转曲线就意味着星系中包含了更多的物质。
2003 年，Wilkinson 微波背景各向异性探测( WMAP) 、Sloan数字巡天( SDSS) 和最近的超新星( SN) 等天文观测以其对宇宙学参数的精确测量，进一步有力地证实了暗物质的存在．这在人类探索宇宙奥秘和物质基本结构的道路上无疑是一个光辉的成就．最新数据显示，在宇宙能量构成中，暗能量占72%，暗物质占23%，重子类物质只占了5%左右．暗物质的探测暗物质的探测可以分为如下3 种方法。
暗物质与暗能量之谜
暗物质与暗能量之谜1. 引言在当代物理学中，暗物质和暗能量被认为是宇宙中最神秘的事物之一。
尽管科学家们已经做出了许多努力来解决这个谜题，但至今仍然没有完全理解暗物质和暗能量的本质。
本文将讨论暗物质和暗能量的定义、观测证据以及当前的研究进展。
2. 暗物质的定义与观测证据2.1 暗物质的定义暗物质是指一种无法直接与电磁波相互作用的物质，在宇宙中占据了大约27%的比例。
尽管我们无法直接探测到暗物质，但通过其对可见物体的引力影响，科学家们得出了其存在的结论。
2.2 观测证据2.2.1 天体运动轨迹在天体运动轨迹的观测中，科学家们发现存在一些不能通过可见物质来解释的现象，例如：银河系旋转曲线上的异常速度分布，这表明了有额外的引力源在起作用。
2.2.2 引力透镜效应引力透镜效应是指由于大质量天体对光的扭曲效应，使其看起来经过这些天体周围时变形或者成为多个像。
其中一些观测结果也支持了暗物质的存在。
2.2.3 宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射是宇宙诞生后留下来的背景辐射，并提供了研究宇宙演化过程的重要线索。
对宇宙微波背景辐射的观测数据表明了暗物质存在的可能性。
3. 暗能量的定义与观测证据3.1 暗能量的定义暗能量是一种描述空间膨胀加速现象的假设能量，占据了宇宙总能量的约68%。
暗能量被认为是推动宇宙膨胀加速的原因。
3.2 观测证据3.2.1 超新星观测超新星爆发是一种极为明亮且短暂的天文现象，可以用于测量远处物体距离。
通过观测远处超新星爆发及其亮度变化规律，科学家们发现了一个令人惊讶的结果：宇宙膨胀正在加速进行。
这一发现为暗能量的存在提供了直接证据。
3.2.2 大尺度结构形成暗能量还表现为一种反重力效应，它抵消了引力，推动了宇宙中大尺度结构（如星系团、超级星系团等）的形成和演化。
3.2.3 宇宙学参数测量结果通过对宇宙大尺度结构、宇宙微波背景辐射以及超新星等多种数据进行分析，科学家们不断精确测量宇宙参数。
这些参数包括了关于暗能量性质和行为方式的信息。
暗物质与暗能量简介
暗物质与暗能量简介什么是暗物质？暗物质，这个名字听上去就有种神秘的感觉，仿佛来自宇宙深处的奇妙存在。
实际上，暗物质是一种我们无法直接观测到的物质，但其存在却是科学界的共识。
暗物质从字面上来看，就是指在宇宙中存在却无法直接看到的物质。
科学家们通过观测天体运动以及宇宙背景辐射等手段，得出了暗物质存在的证据。
根据目前的研究，它占据了宇宙质量的约27%，比我们所熟知的普通物质还要多。
然而，我们对暗物质的了解仍然非常有限。
暗物质的粒子被称为暗物质粒子，它们与普通物质的粒子相互作用非常弱，几乎没有呈现相互碰撞的情况。
这也是为什么我们无法直接观测到暗物质。
然而，暗物质对宇宙的演化起到了至关重要的作用，它对物质的聚集和星系的形成都有重要影响。
暗能量和宇宙加速膨胀除了暗物质，还有一个被广泛讨论的概念就是暗能量。
暗能量是一种反重力效应，它被认为是导致宇宙加速膨胀的原因之一。
在20世纪90年代，科学家通过观测到的宇宙背景辐射，发现宇宙的膨胀速度正在不断加快。
这一现象对传统的宇宙学理论构成了挑战。
为了解释这种加速膨胀的情况，科学家提出了暗能量的概念。
暗能量被认为是一种填满宇宙空间的能量形式，它具有均匀负压特性。
虽然我们对暗能量的本质知之甚少，但它起到了推动宇宙加速膨胀的作用。
暗物质与暗能量的关系暗物质和暗能量虽然都被称为“暗”，但它们实际上是两个完全不同的概念。
暗物质是指存在于宇宙中的无法直接观测到的物质，而暗能量则是一种填满宇宙空间的能量形式。
尽管暗物质和暗能量在本质上是不同的，但它们之间却存在着一种微妙的联系。
据科学家的观测和推测，宇宙中的大部分暗物质和暗能量占据了宇宙总质量和能量的绝大部分。
暗物质通过引力影响普通物质的分布和演化，而暗能量则推动了宇宙加速膨胀的进程。
尽管我们对于暗物质和暗能量的了解还非常有限，但它们无疑是现代宇宙学中非常重要的研究课题。
科学家们正不断努力寻找新的观测手段和理论模型，以更深入地理解暗物质和暗能量的本质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一直以来，我们认为那些可以发光的，我们看的 见的东西是构成宇宙的所有物质，而其实，在那 无边的黑暗中，才隐藏了宇宙真正的秘密。暗物 质与暗能量是一种我们看不见摸不着，但又主宰 着宇宙的物质。有科学家曾说：“对暗物质与暗 能量的研究是探索宇宙的第一步。”今天，也让 我们走进暗物质与暗能量，探索宇宙的秘密。。
另一个证据来自于近年对微波背景辐射的研究精 确地测量出宇宙中物质的总密度。
左边的绿色网络 为引力，紫色网 络为暗能量。
暗能量是什么，它的存在意味着什么？科学家才 刚开始尝试回答这些 暗能量问题。
暗能量对宇宙整体的作用泄漏了它的行踪，而人 们逐渐意识到，暗能量不仅对整个宇宙有影响， 似乎也能操控宇宙的居民，指引恒星、星系和星 系团（galaxycluster）的演化进程。虽然以前并 没有意识到暗能量对这些结构的影响，但天文学 家们几十年来一直在研究它们的演化过程。
谢谢你认真的聆听
高一7班 邓卓如 彭颖
暗物质与暗能量都是在宇宙大爆炸时产生的。 在宇宙中可见光部分占4%，暗物质占23%，暗 能量占73%。 暗物质在宇宙中的分布是不均匀的，暗能量与暗 物质不同，它是均匀分布的，不会在某个地方聚 集成团。不论是在你家的厨房，还是在星际空间， 暗能量的密度都完全一样，约为10^-26千克/立 方米，相当于几个氢原子的质量。
科学家称167亿年后地球将被“暗能量”撕裂。 据英国每日邮报报道，如果神秘暗能量撕碎宇宙， 科学家最新提供的一份世界末日时间表能预测显示 宇宙将发生怎样的变化：地球将从太阳系剥离，最 终发生宇宙爆炸。 暗能量被认为占据宇宙70%成份，物理学家探索一 种叫做“宇宙大撕裂”的理论，该理论认为暗能量 最终将摧毁宇宙。 科学家声称，在世界末日来临的前两个月，地球 将从太阳系剥离，在此5天之前月球脱离地球引力束 缚。在时间终止前28分钟，太阳将被摧毁，在时间 终止前16分钟，地球将爆炸
长寿命
主要是冷的（质量大) 作用弱
低温暗物质搜寻项目（CDMS），旨在使用探测 器探测粒子间的互动，找到暗物质粒子引起的运 动。美国科学家在位于加利福尼亚大学校园的隧 道里的实验室2009年检测到了两种可能来自于暗 物质粒子的信号。但他们同时表示，这些信号与 暗物质粒子的相似度不高。他们在明尼苏达州的 Souden煤矿地下约714米处安装更高级的实验室 设备，以进行二期低温暗物质搜寻项目 （CDMSⅡ）。暗物质现象会被进入地球的宇宙 射线干扰，要减少宇宙射线杂质粒子的背景信号 影响，唯一的办法是到地底深处，这样才有把握 确认暗物质的构成。
暗物质与暗能量就像一对冤家对头，暗物质使物 质聚集在一起，而暗能量使物质分离。
关于暗物质与暗能量我们还了解得太少，而隐藏 在他们身后的宇宙的秘密无时无刻不在吸引着我 们，我相信人类会在这条探索之路上勇往直前。
我们对于暗物质与暗能量的 介绍就到此为止啦，宇宙之 大，其奥之妙，大家有没有 更深刻的理解了呢？
暗能量它是一种不可见的、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。之所以暗能量具有如此 大的力量，是因为它在宇宙的结构中约占73%， 占绝对统治地位。暗能量是宇宙学研究的一个里 程碑性的重大成果。
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，星系膨胀的速度不象哈勃定律描 述的那样，是恒定的，而是在不断加速。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"。
在宇宙学中，暗物质是指那些自身不发射电磁辐 射，也不与电磁波相互作用却自身有引力的一种 物质。我们目前所认知的部分大概只占宇宙的 4体的旋转速度，如 果物质存在的区域和光存在的区域是一样的话，由牛顿 引力定律可知，距离中心越远，速度应该越小。可是天 文观测事实不是这样的，美国的天文观测者发现在银河 系中无论远近，星体绕银河系中心运动的速度是一样的， 这就说明当中有看不见的暗物质。 而且，银河系的运转速度远大于它应有的按牛顿定律计 算出来的运转速度，这说明在宇宙中一定有一种物质在 控制着银河系的运动，这种物质就是暗物质。 也就是说暗物质就像一个晕轮一样，它可以使一些星体 吸附在自己周围，使它们聚集在一起
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。他们使出了什么好手段化隐形为有形的 呢？那可全亏了一项了不起的技术：引力透镜。 更妙的是这张分布图带给我们的信息。首先我们看 到，暗物质并不是无所不在，它们只在某些地方聚集成 团状，而对另一些地方却不屑一顾。其次，将星系的图 片与之重叠，我们看到星系与暗物质的位置基本吻合。 有暗物质的地方，就有恒星和星系，没有暗物质的地方， 就什么都没有。暗物质似乎相当于一个隐形的、但必不 可少的背景，星系(包括银河系)在其中移动。分布图还 为我们提供了一次真正的时光旅行的机会……分布图中 越远的地方，离我们也越远。不过，背景中恒星所发出 的光不是我们瞬间就能看到的，即使光速(每秒30万公里) 堪称极致，那也需要一定的时间。因为这段距离得用光 年来计算，1光年相当于10万亿公里。