在地球上,对于人类来说,测量任何类型的生物的重量或种群数量都不是问题,但是如果要测量宇宙中物质的总量,则难度会线性增加。宇宙中物质总量的测量难度是显而易见的:一方面,人们尚未发现宇宙中是否存在极限,另一方面,人们无法直接采用直接方法进行测量,但是通常仅使用间接方法,这会导致结果测量。可能与实际情况相去甚远。
据国外媒体报道,最近在《天体物理学杂志》上发表了有关宇宙物质总量的研究报告。该文章指出,加州大学河滨分校的研究人员使用了一种新方法来更新宇宙物质总量,测量的结果是,宇宙中常规物质和暗物质约占宇宙总量的30%,而“不可预测的”暗能量占宇宙中所有物质的70%。
估计有很多朋友会质疑这一点,难道不是宇宙还有待确定的极限吗?这不是说暗能量是“不可预测的”吗?为什么研究人员可以测量暗能量的百分比?以下答案将为您单独回答。
什么是暗物质什么是暗能量?
首先,我们需要了解暗物质和暗能量这两个概念,到目前为止,这两个概念仅在理论上存在而在现实中未被发现。最早提出“暗物质”概念的是天文学家船长。他认为,暗物质在1922年是无形的,但在科学理论中,它是宇宙的主要组成部分之一。
尽管人类还没有真正发现暗物质的存在,但天文学家可以通过观察天体的运动并研究重力和引力透镜的作用来证明暗物质的存在。对于暗物质,科学家现在已经掌握了它的一些主要特性。例如,它具有高度的稳定性,可以参与重力相互作用,并且不参与电磁相互作用。
暗能量与暗物质一样不可见,不与光相互作用,而是以能量形式存在。现有科学研究表明,暗物质偶尔会在宇宙中消失,这种情况很可能是由暗能量引起的,因为暗能量具有消耗暗物质的特性。该研究还发表在《物理学评论快报》上。
有没有一种方法可以测量宇宙中物质的总量?
穆罕默德·阿卜杜拉(Muhammad Abdullah)是这项研究的主要参与者。在他的工作中,他提出了一种复杂的方法,可用来确定宇宙中物质的总量。首先,科学家必须通过观测确定每单位体积的恒星团的数量和质量,然后通过数学建模获得模拟结果,最后通过观测结果进行比较以比较确定宇宙中物质的总量。随着两者之间的错误率变小,观察结果更接近实际情况。
这种方法听起来并不复杂,但是实际实现有很多困难。主要困难是测量星团的质量。人们仍然可以使用天文望远镜和太空望远镜测量星团的数量,但是无法通过观察来确定星团的质量。
研究团队如何克服困难并测量星团的质量?
为了解决这个问题,Riverside的研究人员采用了另一种方法,发现可以通过测量星团中恒星的轨道来测量星团的质量,因此他们开发了一系列测量工具。最终的测量结果是,常规物质和暗物质约占宇宙物质和能量的31%,暗能量约占69%。参与这项研究的另一位科学家Gillian Wilson说,他们使用的方法可能是可用的最准确的测量方法。尽管此方法是间接方法,并且始终存在测量误差,但它比以前的统计方法更接近实际情况,人类的能力太有限了,但是人们对科学和真理的追求是无限的,如果他们不能轻易地获得真理,他们就会必须付出更多,大量的努力和费用。