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暗物质与暗能量在现代物理学中的意义

发布时间：2023-02-09 15:40:03 来源：文档文库

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暗物质与暗能量在现代物理学中的意义《自然杂志》１９卷４期的‘探索物理学难题的科学意义'的９７个悬而未决的难题：２８．宇宙中的暗物质是由什么粒子构成的？美籍华人著名的物理学家、诺贝尔奖金获得者李政道把“一些物理现象理论上对称，但实验结果不对称”、“暗物质问题、暗能量问题”、"类星体的发能远远超过核能，每个类星体的能量竟然是太阳能量的1015倍"、“夸克禁闭”称为是21世纪科技界所面临的四大难题.“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.”现代宇宙学观测表明宇宙中存在暗物质和暗能量.但是它们的起源仍然是个谜.我们能找到的普通物质仅占整个宇宙的4%，各种测算方法都证实宇宙的大部分是不可见的.要说宇宙中仅仅就是暗色尘云和死星体是很容易的，但已发现的有力证据说明，事实并非如此.正是对宇宙中未知物质的寻找，使宇宙学家和粒子物理学家开始合作，最有可能的暗物质成分是中微子或其它两种粒子：neutralino和axions（轴子），但这仅是物理学的理论推测，并未探测到，据认为这三种粒子都不带电，因此无法吸收或反射光，但其性质稳定，所以能从创世大爆炸后的最初阶段幸存下来.杨振宁讲：“所谓暗物质、暗能量就是非常稀奇的事物，这里面我想是可能引出基本物理学中革命性的发展来的……假如一个年轻人，他觉得自己一生的目的就是要做革命性的发展的话，他应该去学习天文物理学.”在新世纪之初，美国国家研究委员会发布研究报告，列出了在新世纪需要解答的11个与宇宙有关的难题，并同时建议美国政府的研究机构加强协调，集中资源为这些难题寻1
找答案.这份题为《建立夸克与宇宙的联系：新世纪11大科学问题》的报告，是由19位权威物理学家和天文学家联合执笔.科学家们在报告中认为，暗物质和暗能量应该是未来几十年天文学研究的重中之重.“什么是暗物质”和“暗能量的性质是什么”，在报告所列出的11个大问题中分列为第一位和第二位.李政道教授曾多次指出：“暗物质是笼罩20世纪和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.”李政道指出：“20世纪初的大问题是太阳能的来源；21世纪初的大问题是暗能量的来源”，“了解暗物质和暗能量，是人类在21世纪科学的大挑战.”李政道指出，“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.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.”李政道先生2009年访问上海交通大学，并做了“以天之语，解物之道”的精彩演讲，其中他如是谈暗物质与暗能量：宇宙的总能量中只有5%是已知物质的能量，其中95%我们都不了解，其中25%是暗物质，70%是暗能量.现在暗能量也是交大物理系研究的重点.什么叫暗物质，什么是暗能量我们不知道，但是我们知道他占据了宇宙的95%.我们现在知道的物质是由电子、质子、中子-和极少量的正电子、反质子等等构成.李政道在《科技导报》2005年第5期上发表的专稿《在我的祖国纪念Einstein》，其中关于能量，有以下四段话：“我们人类能感知到的常规物质的能量（也就是已了解部分的宇宙），只占整个宇宙能量的5%或者更小些，其它95%的能量都不是由我们现在所知的物质构成的.”“我们宇宙中的能量大多数是暗物质和暗能量，既看不见，也不知道是什么东西.暗物质对所有我们能测量的光、电场、磁场、强作用（核的能力场）都不起任何作用，可是，暗物质有引力场（地心吸力就是引力场）.通过引力场我们知道有暗物质存在，而且，暗物质的总能量比我们这类物质的总能量要大了5倍，或5倍以上.可是对暗物质的其它性2

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