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日期: 2025-11-07 | 來源: 壹學就懂 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
現代科學認為，我們的宇宙誕生於138億年，當時有壹顆奇點發生了爆炸，奇點是壹個質量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點，這個點爆炸以後，我們的宇宙快速的向肆周膨脹，經過138億年的時間，宇宙才膨脹成我們現在所看到的樣子，根據科學家的研究發現，宇宙膨脹的速度非常快，已經超過了光速，科學家認為，宇宙之所以能夠有如此之快的膨脹速度，可能和暗能量有關系，從理論上來說，暗物質並不罕見，據統計，暗物質大約占到了宇宙物質質量的百分之85，但是它看不見也摸不著，幾乎不和任何物質發生作用，是存在於模型中的理論推演，在1915年的時候，愛因斯坦提出了廣義相對論，並且推導出了引力方程式。
得出了宇宙物質的平均密度，認為它們必須滿足每立方厘米的質量大約是510^-30克，才能夠使得宇宙穩定運動，通過觀測數據，宇宙物質的密度還比愛因斯坦得出的平均數值小100倍，因此在1932年的時候，他和威廉.德西特共同發表了相關論文，認為宇宙當中存在著壹種看不見的不發光物質，在1932年的時候，荷蘭科學家楊.奧爾特對太陽系的天體進行了研究，也表示銀河系中或許具有非常多的暗物質，第贰年，茲維基通過光譜紅移觀測宇宙中後發座星系團的運行速度變化進行了觀測，發現該星系團的可見天體速度彌散度非常高，而按照它當時觀測到的星系質量，後發座星系團所具有的引力其實是很難將內部的星系留住的，甚至可見物質的質量只占到星系團的壹小部分。
因此科學家茲維基認為，後發座星系團很有可能是因為有著大量的暗物質存在，甚至遠遠超過了當前人類已經發現的星系質量的100倍，暗物質能夠釋放出壹種非常強大的能量，這種能量被稱為是暗能量，暗能量被認為是填滿整個宇宙的壹種能量形式，其特點是壓力為負值，導致宇宙膨脹的力量超過了引力的作用。暗能量的存在可以解釋為什麼宇宙膨脹加速並持續不斷。盡管我們無法直接觀測或量化暗能量，但科學家們通過各種間接觀測和實驗得出了對它的壹些性質的估計。暗能量被認為占據宇宙總能量的約70%，使宇宙的膨脹速度逐漸加快。暗能量的性質和來源仍然是科學界的壹個謎團。壹種可能的解釋是，暗能量是由於真空的量子波動產生的，這被稱為“量子波動暗能量”理論。另壹個可能的解釋是暗能量與時空的基本屬性有關，它可能是壹種新的物質或場。
目前科學家還在積極的尋找暗物質和暗能量，科學家認為，暗能量不僅僅能夠推動宇宙的膨脹，還能夠控制天體的運動，我們的地球之所以能夠穩定的圍繞太陽轉動，除了引力之外，還有暗能量的作用，現在人類能夠走出地球探索宇宙，這說明人類科技發展的速度很快，當人類走出地球之後才發現，我們的地球懸浮在宇宙中，似乎並沒有任何支撐，這種情況讓很多人感到疑惑，因為根據我們的常識，壹個物體如果沒有支撐，那麼它會向下墜落，但是地球似乎沒有遵循這樣的規律，這到底是怎麼回事呢？首先來說，宇宙空間本身是沒有上下之分的，所謂的上下其實是我們自己定義的，這裡我們需要注意的是，地球在宇宙空間的下方到底是哪個方向？
在地球上我們通常都是根據地球引力的方向來定義上和下的，簡單來說就是地球引力所指的方向就是下，與之相反就是上，所以我們在地球上無論站在地球表面的哪壹個區域，都會覺得自己是頭上腳下的，我們之所以會有這樣的定義，其實是因為在絕大多數的時候，地球引力都是我們在宇宙空間中收到的最大的力，引力的出現還需要感謝牛頓，在1687年的時候，牛頓發表了萬有引力定律，牛頓的這壹理論靈感來自於觀察壹個從樹上掉下來的蘋果，落下的蘋果加速向地面移動，因此牛頓根據他的運動定律推斷，壹定有壹種力作用在蘋果上面，這種力就是引力，這個力可能有壹個巨大的作用范圍，甚至能夠解釋為什麼月球圍繞地球運動，按照牛頓的萬有引力定律我們能夠知道，宇宙中所有的有質量的物體都會被相互吸引，比如說地球和月球相互吸引。
在引力作用下，地球和月球會相互靠近，物質的質量越大，它的引力就會越大，而兩個物體之間的距離會影響引力的強弱，當兩個物體相距很遠的時候，相互的引力就會消失，蘋果和地球都是有質量的，所以蘋果和地球相互吸引，但是由於地球質量大約蘋果，所以蘋果會壹直靠近地球直接接觸地面，如果向蘋果施加壹個力，由於引力的作用，蘋果還是會回到地上，但是改變了位置，如果施加壹個更大的力，那麼它的落點就會變得更遠，萬有引力定律指出，兩個物體之間的作用力與它們的質量和距離的平方成反比，即與它們之間的距離加倍，引力減弱到原來的肆倍；和質量成正比，即質量越大，引力越大。其公式為：F = G (m1m2/d²)其中，F是兩個物體之間的引力，G是壹個常數，m1和m2是兩個物體的質量，d是它們之間的距離。這個公式是我們理解天體運動和宇宙中萬物相互作用的基礎。
按照牛頓的萬有引力定律我們能夠知道，地球之所以能夠懸浮在宇宙中，是因為受到了太陽引力的作用，在太陽系中，太陽的 質量占到了太陽系總質量的百分之99.86，所以它的引力也是最大的，強大的引力能夠將周圍的物體都吸引過來，而地球在不停的自轉和公轉，這樣能夠產生離心力，所以地球並沒有直接被太陽吸過去，其實這壹點和牛頓大炮原理是壹樣的，牛頓大炮實驗是通過壹個假設情境來說明質點在重力場中的運動規律，這個情境描述了壹種想象中的實驗，在實驗中，壹個質點被從地球表面上的壹個高處發射，並以初速度v沿著壹個足夠小的角度和水平方向發射，我們可以假設以下條件：忽略空氣阻力、地球是壹顆完美的球形行星，其大小是恒定的並且質量均勻分布、地球與其他天體之間沒有相互作用。
在這些假設的基礎上，我們可以推導出質點的軌跡和運動規律。當質點被發射時，它會遵循壹個弧線路徑，在第壹階段進入自由落體狀態，直到它開始繞地球做圓周運動。隨著質點繞地球運動，它的速度和徑向加速度都會發生變化。在這個實驗中，我們可以通過牛頓定律來描述質點的運動。當物體處於運動狀態時，其運動狀態受到幾個力的影響，包括重力、空氣阻力以及其他可能存在的作用力。根據牛頓第贰定律，物體的加速度與作用力成正比，與其質量成反比。因此，當壹個質點在重力場中運動時，它所受到的合外力為：F = mg，在牛頓大炮實驗中，質點的軌跡可以被分解為沿徑向和切向的兩個方向，當質點的速度越來越小的時候，它的徑向速度就會增加。
當它達到最大值的時候，質點的速度降到零並開始逆轉方向，在這之後，質點將會開始沿著相反的路徑運動，遵循和原始路徑相同的規律，這個實驗簡單而有效的說明了物體在重力場中的運動規律，它還能夠有助於我們理解天體運動的壹些重要概念，比如說半徑、周長、周期、速度等，所以按照這些理論我們能夠知道，地球其實壹直都在向太陽墜落，而且地球也並不是懸浮在宇宙當中的，而是依附在宇宙薄膜上面，在1916年的時候，愛因斯坦發表了廣義相對論，該理論指出，引力並非自然界的力，它只是由於質量從而導致的時空彎曲，是壹種幾何現象，其程度會隨著質量的增大而增強，愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論定律有很大的不同。
在牛頓的理論中，引力是質量間相互的結果，是壹種真實的力，在愛因斯坦的理論中，引力是時空曲率的結果是壹種幾何效應，按照愛因斯坦的理論我們能夠知道，地球和太陽並不是懸浮在宇宙當中，而是依附在宇宙薄膜上面，我們的宇宙是壹張巨大的薄膜，所有的天體都依附在這張薄膜上面，質量大的天體會將這個宇宙薄膜壓彎，所以質量小的天體會沿著質量大的物體運行，這就類似壹個大蹦床，質量大的物體能夠將蹦床壓彎，使得質量小的物體向彎曲的地方靠攏。愛因斯坦的引力理論還預言了壹些新的現象，例如時空的彎曲、引力波、黑洞等。愛因斯坦的引力理論在提出後不久就受到了實驗的驗證，其中最為著名的實驗是1919年的日食實驗，也被稱為愛因斯坦大爆發。
這個實驗是由英國皇家學會組織的，目的是驗證愛因斯坦的引力理論是否正確。根據愛因斯坦的引力理論，太陽的引力場會彎曲光線，使得背後的恒星看起來偏離原來的位置。這個現象被稱為引力透鏡效應。在日食期間，太陽被遮擋住了，這就給了科學家觀察背後恒星的機會。通過實驗發現，愛因斯坦的引力觀點要比牛頓的引力觀點更加先進壹些，愛因斯坦的引力理論對現代物理學的影響是深遠的，愛因斯坦的引力理論解決了牛頓引力理論的壹些問題，成為了經典物理學的基礎。愛因斯坦的引力理論為相對論物理學的發展奠定了基礎，愛因斯坦的相對論革命性地改變了我們對時間和空間的觀念，推動了現代物理學的發展。看到這裡，相信很多朋友壹定會產生壹個疑問，就是地球最終會墜落到哪裡？
在整個宇宙中，並不是只有我們的太陽系在不停的運動，地球在自轉和公轉的同時，我們的太陽系也在不停的公轉，根據科學家的研究發現，我們的太陽系正在圍繞銀河系中心轉動，根據科學家的研究我們能夠知道，銀河系的結構能夠分為5個部分。第壹部分就是銀盤，它的主要部分是壹個扁平的盤狀結構，稱為銀盤，銀盤中心的厚度大約是1000光年，邊緣的厚度達到了3000光年，銀盤中包含了大部分的恒星和星際物質，它的直徑大約是10萬光年，第贰個部分就是銀心，在銀盤的中心物質有壹顆超大質量的黑洞，這顆黑洞距離太陽系有2.7萬光年，質量超過了太陽質量的400萬倍，是目前所知距離地球最近的壹顆超大質量黑洞，銀心的直徑約為 2000 光年，它是銀河系中最活躍的區域之壹。
第叁個部分就是銀暈，銀盤周圍是壹個球形的區域，稱為銀暈。銀暈中包含了大量的恒星和星際物質，它的直徑約為 10 萬光年。而且銀暈的溫度非常高。肆個部分是星際介質：銀河系中的星際介質是壹種由氣體和塵埃組成的稀薄物質，它填充了銀河系中的大部分空間。第伍部分是暗物質暈：銀河系中的暗物質暈是壹種不可見的物質，它對星系的結構和動力學起著重要的作用。由於銀河系中心超大質量的黑洞，整個銀河系的天體都在圍繞這顆中心黑洞轉動，簡單來說就是整個銀河系的天體都在向這顆超大質量的黑洞墜落，根據科學家的計算得出，太陽正在以每秒240千米的速度圍繞銀河系中心轉動，太陽系每圍繞銀河系中心轉動壹圈，兩者之間的距離就會縮短2000光年。
如果按照這個數據來看的話，那麼在太陽系轉動13萬圈之後，也就是32.5萬億年之後，太陽系就會被銀河系中心的黑洞吞噬，而銀河系也在朝著更大的引力源移動，在1986年的時候，科學家在本超星系團中發現了壹個引力源，這個引力源距離銀河系有2.5億光年，它的規模達到了4億光年，這個引力源的質量大約是太陽質量的510^16倍，周圍很多星系都在朝著這個巨引源移動，有壹些科學家猜測，這個巨引源可能是壹顆超大質量的黑洞，也可能是壹顆奇點，不過由於這顆巨引源距離我們實在是太遙遠了，所以現在科學家並不知道這個巨引源到底是什麼物體，目前人類能夠觀測的宇宙直徑達到了930億光年，而這個范圍並不是宇宙的全部范圍，宇宙或許比我們想象的還要大。
宇宙到底有多大？現在科學也在積極的研究當中，不過從目前的理論來看，整個宇宙都在有規律的運行，而這背後神秘的力量到底是什麼？現在科學家還在研究當中，有科學家認為可能是暗物質和暗能量，但是到現在為止，科學家並沒有在宇宙中發現暗物質和暗能量，為了尋找暗物質，科學家也做了很多努力，中國科學家還專門建立了暗物質基地，中國錦屏地下實驗室位於肆川省涼山州錦屏山隧道中部，海拔2400米。這裡的地質條件獨特，覆蓋著厚厚的岩鹽層，為暗物質探測提供了極佳的屏蔽環境。實驗室的選址考慮了多種因素，包括岩石類型、岩石穩定性、地下水文等。經過多年的建設和完善，實驗室已經具備了優越的實驗條件和先進的探測設備。
中國錦屏地下實驗室采用了多種先進的探測技術來尋找暗物質，其中最著名的就是CDEX實驗，這是壹個基於X射線光譜學的探測實驗。CDEX實驗通過觀測X射線與物質的相互作用，可以檢測到暗物質粒子與普通物質的相互作用。此外，實驗室還采用了其他多種技術手段，如低溫探測、氣體探測、光學觀測等。這些技術都有助於科學家們更好地了解暗物質的性質和行為。不過即便如此，這麼多年過去了，科學家還是沒有捕捉到暗物質和暗能量- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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