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有关暗能量是真空能量文章综述
送交者: zeromen 2007年04月14日06:17:26 于 [彩虹之约] 发送悄悄话


在这里探讨,我们是无法看直接看见神的,但是由

1)从神秘的宇宙
罗马书
1:20 自从造天地以来, 神的永能和神性是明明可知的,虽是眼不能见,但藉着所造之物就可以晓得,叫人无可推诿。

2)从圣经,以色列国存在,戍千上万爱主基督徒的生命见证,以及人类的良心灵性.

可以知道创造万物的神是存在的.

新浪科技讯 据美国有关媒体1月24日报道,宇宙到底是如何形成的?暗能量究竟是一种什么样的物质?长期以来,这些问题一直困扰着世界各国的科学家们。丹麦哥本哈根大学的科学家们最近公布了他们的研究成果,认为宇宙暗能量事实上很可能就是真空。
  丹麦哥本哈根大学暗宇宙研究中心的科学家称,通过观测数十亿光年以外爆炸的超新星,研究人员非常精确地描绘了宇宙的膨胀历史,并据此推测出到底是何种神秘的力量在加快宇宙的膨胀。丹麦科学家称,天文学家们早就观测到宇宙一直都在膨胀,并且没有任何减速的迹象。科学家过去数年间共收集到60余颗超新星爆炸的数据,证实爱因斯坦的宇宙理论并没有差错,他提出的宇宙恒量可以解释奇异的膨胀加速度。此前有一种理论认为暗能量也许是现有理论存在的漏洞,但观测结果却显示宇宙暗能量很可能就是真空。
  丹麦科学家称,从哲学的角度来讲,暗物质和暗能量相继被证实存在对人们的观念是一次极大的冲击和突破。当年哥白尼仅仅将宇宙的中心从地球搬到太阳,就引起了全世界的轩然大波,人们不得不重新审视自身在宇宙中所扮演的角色。天文学上的发现不断地突破人们刚刚建构的关于宇宙中心知识体系,直到爱因斯坦提出广义相对论后,人们才发现宇宙根本没有所谓的中心。暗物质和暗能量的存在同样是以前人类无法想象的事情,但它们真的就存在于整个宇宙中,并占据了整个宇宙能量的70%左右。
  暗能量是一种不可见的、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。暗能量是近年宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要证据有两个。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。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”。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。值得注意的是,对于通常的能量、重子和冷暗物质,压强都是非负的,所以必定存在着一种未知的负压物质主导目前的宇宙。   暗能量的存在直到1998年才被天文学家初步证实。但对它理论上的猜测可追溯到爱因斯坦生活的年代,爱因斯坦在1915年提出了广义相对论,世界上的物理学家、数学家随即开始解其中的引力方程,方程解出之后,人们结论是宇宙不会完全静止,宇宙也没有静止点。方程的第一种解是,如果宇宙只存在引力,没有别的力作用的话,出于相互吸引,宇宙不可能静止;另一种解是,宇宙爆炸的那一瞬间获得了一个初速度,向外膨胀,但由于引力作用往回拉,宇宙肯定越胀越慢,所以宇宙不是膨胀就是收缩,不可能静止。
总而言之,真空或者说真空场,从现代物理学来说,并非大家通常认为的,是空无一物,是虚空;恰恰相反,真空场是作为物质的一种形态——场的一种特殊状态,以及能量最低的状态;真空场所具有的能量,又称真空能、零点能、基态能、背景能等等。由于量子效应的原因,真空能并非是经典物理断言的,其数值为零,而是一个非常大的常数。真空具有非常复杂的结构,比如 Callan、Gross等建立的θ真空理论,Guth等建立的爆胀宇宙的真空论等等。对其结构和基本特徵的科学探索正方兴未艾,其中的奥秘刚刚被揭示。但是现在已有的科学实验已确凿的证明了,真空场确实具有可观测到的物理效应,尤其是在高能γ光子碰撞下可以产生电子—正电子对,μ子—正μ子对等物理现象。我们可以判定在真空场中确实充满无数虚粒子对,它们忽而产生忽而消失,形成所谓虚粒子对云这一物理事实。从十九世纪法拉第、麦克斯韦提出电磁场的概念以来,现代科学家早已清楚在自然界还存在著一类连续形态的物质—场,如电磁场、胶子场、中子场、质子场等等。
他们更不知道在自然界中还存在著一种特殊的场——真空场,从现代宇宙学的观点来看,也许此类真空场早在我们观测的宇宙诞生前就存在了。大爆炸学说,尤其是在微波背景辐射发现以后,已经成为科学界公认的具有坚实实验基础的、我们观察宇宙演化的科学理论,其基本出发点就是我们观测的宇宙实际上诞生于137亿年前的一次大爆炸。严格的说大爆炸“前”的宇宙来自于何处,这个问题是很难用现在的科学原理加以解决的。但是自从霍金(Stephen Hawking)
和哈特尔(James Hartle)提出所谓量子宇宙学以来,我们的宇宙“从无创生,
时间同宇宙同在”的概念和想法以逐渐在科学界生根。
  奇妙的是我们现有的所有物理守恒定律与能量守恒、角动量守恒等等“似乎并未为宇宙从无创生(或者复归于无)造成什么影响”。量子宇宙学是对大爆炸的起点给予科学解说的具有非凡价值的首次尝试. 一言以蔽之,量子宇宙学告诉我们,我们的观测宇宙就是通过大爆炸来自于真空。美国科学家公布了威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星关于宇宙微波背景在各个方向的分布图,精确展示了宇宙大爆炸后38万年(即目前宇宙年龄的三万分之一)时的宇宙物质空间分布。WMAP的宣告,被视为当年十大科学发现之首,被科学家称为开创了宇宙学研究的新纪元。从1991年美国宇宙背景探测器(CosmicBackgroundExplorer,COBE)首次测量到了源自宇宙早期密度扰动的各向异性,到WMAP的新观测资料的公布,宇宙学的研究可以说经历了一个革命性的阶段。COBE和WMAP的观测,为研究宇宙的起源和演化提供了宝贵的观测资料。这些观测结果不仅以前所未有的精度支援和证实了宇宙大爆炸模型,并将该理论的主要模型参量确定到好于百分之十的精度,而且还为宇宙极早期的量子场性质提供了重要的观测限制。首先发现我们的宇宙在加速膨胀,独立的测定出宇宙的膨胀速率为7.1×10-3公里/秒•秒差距,推定宇宙的寿命是137~138亿年,有力的证明了宇宙的确是平直的;其次通过对微波背景辐射角功率谱(精度为0.2度)的精密测量,推定宇宙中存在4.4%的重子物质、22.6%的暗物质、73%的暗能量。在宇宙中暗能量成为主导物质,宇宙的演化主要取决于暗能量。暗能量与本文讨论的主题关系甚大。
  所谓重子物质,就是我们能直接或者通过仪器观察到的物质,如星系、地球、人等,也就是古人认为的实物粒子构成的物质。暗物质是无法通过天文仪器直接观察到的,但是其引力的效应与重子物质是一致的。暗物质是不发光的,一般人认为它是非重子构成的物质。中微子是我们知道的唯一的一种暗物质形式。实际上绝大部分构成暗物质的粒子我们并不知道。在人类已发现的800馀种亚核粒子中,除中微子外,没有一种能作为暗物质的粒子。
  无论如何我们必须记住,暗物质尽管与普通物质有许多的不同,然而其引力效应是完全一致的,它们对于宇宙的演化应该起到抑制膨胀,导致收缩的效应。新近发现的暗能量就是一种我们完全陌生的新的物质形态,只知道它会产生负压强,导致宇宙加速膨胀。我们已精确测量出宇宙中暗能量的密度,知道暗能量是主宰我们宇宙演化的主要物质形式。到底暗能量是什么呢?目前,科学家一般认为真空能就是暗能量的一种形式。因为早就发现真空能会产生一种排斥力(负压强),从而对宇宙的膨胀起到加速作用。 总而言之,在大多数物理学家看来,真空能似乎是暗能量的较为合理的候选者。综合霍金等的量子宇宙学的观点,我们观测的宇宙不仅来自于真空(“无中生有”),而且时至今日我们观测宇宙的演化,依然由真空(暗能量)支配著演化的总的趋向∶加速膨胀。我们还不应忘记,普通物质、暗物质也是来自于真空中的一次大爆炸。

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