【菜科解读】

138亿年前，在一场大爆炸中，宇宙诞生了。

最开始出现的是高能光子，零点几秒钟之后，质子诞生了，又过了一瞬间，质子的兄弟中子诞生了。

中子诞生以后，中子和质子的比例就固定下来了，永远被固定在1:7。

而且中子是一个很短命的家伙，单独存在时，寿命只有十几分钟。

而他的兄弟质子，寿命要长得多，比宇宙的年龄还要长。

这就是科学所描述的，宇宙最初的物质。

宇宙在大爆炸的过程中不断的膨胀，整个宇宙在不断的冷却。

原本是一个大火球的宇宙随着时间推移不断的冷却，三千万年后宇宙已经冷却到了零下160度。

这个时候宇宙之间一片的漆黑。

氢原子以及氢原子的同位素，分布在整个宇宙空间。

由于分布不是很均匀，所以氢原子开始聚集，形成最原始的巨大的星云团。

这些氢气团的密度越来越高，中心的压力越来越大。

宇宙诞生以后2亿年，核聚变之火被点燃了，第1代恒星诞生。

在黑暗了将近2亿年之后，宇宙中出现第一缕光。

最初的恒星，大多都是大质量的蓝巨星和蓝超巨星。

它们燃烧的速度很快，几百万年就game over了，然后就在一个超新星的大爆炸中，化为灰烬。

在它们的灰烬中诞生了第2代恒星以及行星。

它们的遗体转变为白矮星，中子星或者是黑洞。

这些天体在引力的作用下慢慢的聚集，彼此拉近距离，最后成千上万颗搞在一起，演化成星系。

这就是广义相对论和量子力学描述的天体演化和星系诞生的理论。

根据已有的科学理论，宇宙中间除了上面说的那些东西以外，再没有其他的东西了。

但是人们后来发现，星系中星星运动速度不太对劲，飞得也太快了点，必须有额外引力拉住，否则就飞走了。

是谁提供了额外的引力？

根据天文学家们对恒星运动轨迹的长期观测，可以测得，恒星绕星系中心运动的线速度和角速度。

澳大利亚天文台2003年到2013年，对银河系恒星运动进行了长期的巡天观测，一共观测了超过20万颗星星，计算出的太阳围绕银河系中心的线速度是240公里每秒。

银河系的恒星、白矮星、中子星、黑洞，以及星云和星际尘埃，只能维系太阳以80公里每秒的速度运行。

换句话说，太阳运行速度如此之高，如果没有其他的引力额外维系的话，老早被甩出银河系了。

人类对其他星系观测结果，绝大多数星系的旋转速度，远远超过可见物质引力对星系的维持能力。

如果没有其他额外的引力，几乎所有的星系都会解体。

对提供这种额外引力的神秘质量，科学家们起了一个名字：暗物质。

根据计算，银河系中的暗物质占到整个星系质量的85%。

而且研究发现，几乎所有的星系，暗物质所占的比例，都在80%左右，偶然发现有按物质含量很少，甚至没有的星系。

宇宙的浩瀚与辽阔，不仅大到我们几乎无法想象，而且宇宙扩张的速度，连光都追不上。

我们总以为真理在遥远的天边。

其实，真理就在我们身边，就如同暗物质就在身边，只是我们视而不见。

暗物质弥散在银河系中，也弥散在我们生活的空间中。

因为它是均匀分布的，在它均匀分布的范围内，对引力等势线不会造成扭曲。

因此，对太阳系内行星的运动规律不会造成任何影响。

这就是我们通过小范围局部观察，无法知道暗物质存在的缘由。

人类对世界的观测总是被周围的环境所困扰，就像我们被银河系的银盘所阻挡，只能从垂直于银盘的方向观察宇宙。

不识庐山真面目，只缘身在此山中！暗物质是什么？不知道！

唯一知道的是，除了参与引力作用以外，暗物质不参与任何其他作用。

而且根据目前的天文观测，暗物质在构成整个宇宙的结构中起着决定性的作用。

所有的恒星星系以及星系桥，都有暗物质搭建，而恒星组成的星系，就如同吸满了水的海绵，沉浸在暗物质汤里。

这就是所谓的大尺度丝状结构！

在暗物质不存在的地方，是直径达几亿光年的宇宙空洞。

那里面如同宇宙中的沙漠，只有极少数的流浪恒星跟星系。

可见物质，只占整个宇宙引力质量的17%左右，其余83%都是暗物质。

根据广义相对论，引力质量和惯性质量是严格相等的。

但是目前暗物质只表现出了引力质量，而没有表现出惯性质量。

所以暗物质是用什么组成的，人类科学一直无法解释。

暗物质的发现，是广义相对论和量子力学，以及其他所有物理理论，都没有预言的一种现象。

暗物质只在暗中观察，拒绝现出真身。

只能说暗物质是一种引力黑客，躲在暗处，控制着宇宙。

人类自从发展出文明以后，就开始对宇宙不断的进行探索。

当我们的望远镜指向遥远的太空的时候，我们的身边都还充满着谜团。

生命是如何诞生的？到底是什么因素，让有机分子组成的团块跨进了生命的门槛，人类还一无所知。

这其中，到底暗物质有没有起作用，是一个值得深刻研究的话题。

当文明遇到瓶颈的时候，需要像爱因斯坦那样的科学家出现，给人类指明道路。

什么是暗物质？

暗物质、暗能量与量子纠缠对人类有什么影响

提起暗物质的发现真是让科学界头痛。

我们原来认识的宇宙的形态，是星球与星球之间通过万有引力相互吸引，你绕我转，我绕他转，星球们忙乱而有序。

但后来，科学家通过计算星球与星球之间的引力发现，星球自身的这点引力，远远不够维持一个个完整的星系。

如果星系、星球间仅仅只有现有质量的万有引力支持的话，宇宙应是一盘散沙。

宇宙之所以能维持现有秩序，只能是因为还有其他物质。

而这种物质，目前为止，我们都没有看到并找到，所以称之暗物质。

不过暗物质有多少呢?科学家通过计算，要保持现在宇宙的运行秩序，暗物质的质量，必须5倍于我们现在看到的物质。

但真正让科学家们头痛的是，虽然理论上证实了暗物质的存在，但到现在也没观测到过。

只是能发现光线在经过某处时发生偏转，而该区域没有我们能看到的物质，也没有黑洞。

暗物质、暗能量与量子纠缠对人类有什么影响

划下重点，黑洞可不是暗物质，它只是光出不来，它发出其他射线，它仍然是常规物质。

暗能量

暗能量的发现，和暗物质的发现有些像。

科学家观测发现，我们现在的宇宙，不仅在不断膨胀，而且在加速膨胀。

如果匀速膨胀，还可以理解。

但加速膨胀，就需要有新的能量的加入。

这能量是啥?科学家也搞不清，所以取名叫暗能量。

科学家还通过质能转换方程E=MC2计算，要维持当前宇宙的这种膨胀速度，暗能量应该是现有物质和暗物质总和的一倍还要多。

不过可惜，这东西到现在也没观测到。

暗物质、暗能量与量子纠缠对人类有什么影响

量子纠缠

不过和暗物质、暗能量相比，最让我们着迷的还是量子纠缠。

现代科学发现，对物质的研究，在进入分子、原子、量子等微观级别后，意外非常大。

出现了超导体、纳米级、石墨烯等革命性的材料，出现从分子水平治愈癌症的奇迹。

而最神奇的是——量子纠缠。

什么是量子纠缠?科学实验发现，二个没有任何关系的量子，会在不同位置出现完全相关的相同表现。

如相隔很远 不是量子级的远，是公里、光年甚至更远的二个量子，之间并没有任何常规联系，一个出现状态变化，另一个几乎在相同的时间出现相同的状态变化，而且不是巧合。

与暗物质和暗能量不同， 量子纠缠是经理论提出，实验验证了的。

科学家已经实现了6-8个离子的纠缠态。

我国科学家实现了13公里级的量子纠缠态的拆分、发送。

这一点我国科学家已经走在了世界的前列。

暗物质、暗能量与量子纠缠对人类有什么影响

对世界的影响

这三项成果的出现，技术层面的影响现在还不是很大。

但对世界观的影响简直就像原子弹爆炸一样了。

首先是对哲学世界的影响。

我们原来认为世界是物质的，没有神，没有特异功能，意识是和物质相对立的另一种存在。

但现在我们发现，我们认知的物质，仅仅是这个宇宙的5%。

没有任何联系的二个量子，可以如神一般的发生纠缠。

把意识放到分子，量子态去分析，意识其实也是一种物质。

既然宇宙中还有95%的我们不知道的物质，那灵魂、鬼都可以存在。

既然量子能纠缠，那第六感、特异功能也可以存在。

同时，谁能保证在这些未知的物质中，有一些物质或生灵，它们不能通过量子纠缠，完全彻底地影响我们的各个状态?

说不定哪天我们真的需要组队出去捉妖怪了。

暗物质、暗能量与量子纠缠对人类有什么影响

其次是对物理世界的影响。

二十世纪人类技术进展都跟量子力学有关，而且量子力学经过了最精确的实验验证。

量子力学的基础是：从不确定的状态变成确定的状态，一定要有意识参与。

这是物理学的一个重大成就。

这与马克思主义哲学基本原理相违背 物质是客观存在的，物质是意识存在的基础，这也是量子力学的一个诡异点——物质世界离不开意识，意识是物质世界的基础，意识才使物质世界从不确定到确定。

暗物质、暗能量与量子纠缠对人类有什么影响

再次，经典物理学理论大厦的基础受到严重挑战。

我们现在所有的物理学理论，都以光速不可超越为基础。

而据测定，量子纠缠的传导速度，至少4倍于光速。

黑洞碰撞重塑物理 太空信号开启引力波天文学新时代

去年9月14日，当这些涟漪扫过最新升级的激光干涉引力波天文台（LIGO）时，它们以峰值的形式在美国路易斯安那州和华盛顿州两台L形探测器的读数上露面。

这是科学家第一次记录下引力波信号。

　　不过，此次事件还标志着期待已久的引力波天文学时代的开启。

对该信号的详细分析，已收获了关于合并黑洞性质以及它们如何形成的深入见解。

随着更多此类事件的出现（LIGO团队正分析在探测器4个月的运行中捕捉到的若干其他候选事件），研究人员将能分类并理解黑洞的起源，就像他们正在对恒星所开展的工作那样。

　　通过利用计算机模拟重现此次事件，科学家计算得出，两个黑洞分别是太阳质量的约36倍和29倍，并且合并后的黑洞是太阳质量的约62倍。

失去的差值是太阳质量的3倍左右，以引力辐射的形式散开。

其中，大部分是在被物理学家称为"衰荡"的阶段消散的。

此时，合并的黑洞变成球形。

该团队还推测，最终的黑洞可能以每秒100转的速度旋转，尽管这一估测的误差幅度很大。

　　荷兰内梅亨大学天文学家、升级版Virgo协作组成员Gijs Nelemans介绍说，根据天体物理学家的估算，形成于此类低金属度气体云的恒星应当在爆发时更容易形成大质量黑洞。

这是因为在超新星爆发期间，较小的原子被爆发吹走的可能性更小。

因此，低金属度恒星"失去更少的质量，更多质量则进入到黑洞中"。

　　最简单的场景是，两颗质量巨大的恒星以双星系统的形式诞生，并由像双黄蛋一样的相同星际气体云形成，且自此相互围绕运行。

在几百万年后，其中一颗恒星将会燃尽并且变成超新星，另一颗也很快紧随其后。

结果便是一个双星黑洞。

　　空间艺术　　如果Virgo上线运行，科学家便能通过比较引力波到达3个地方的时间，极大地缩小方向范围。

在第四台干涉仪的帮助下，他们的精确度将会进一步提高。

目前，日本正在建造一台被称为KAGRA的地下干涉仪，而印度也在规划自己的LIGO。

　　这样的情形几乎是史无前例的：按照惯例，天文距离需要通过研究处于太阳系到遥远星系范围内的已知天体的亮度计算得出。

然而，中间的天体会让这些测得的"标准烛光"的亮度变暗淡。

引力波则摆脱了这种限制。

（宗华）

暗物质可能是黑洞？所有星系或镶嵌在巨大黑洞球体中

最近，有科学家认为暗物质有可能是由宇宙早期的黑洞组成的，这一理论似乎与红外波段以及X射线波段的宇宙学观测结果相吻合，并且能够解释黑洞合并时的一系列现象　　在屏蔽所有已知的恒星，星系以及其他任何已知物质之后，对图像进行增强，我们便看到了一些不规则的斑块。

这就是所谓宇宙红外背景（CIB），其中颜色较浅的区域代表更为明亮的区域　　综合起来考虑，最初一批恒星产生的红外波段辐射以及物质朝着黑洞下降过程中产生的X射线辐射将能够解释钱德拉与斯皮策空间望远镜所观测到的CIB以及CXB斑块不均一信号　　 北京时间5月26日消息，据英国《每日邮报》报道，暗物质是构成宇宙很大一部分的神秘物质成分。

尽管知之甚少，但科学家们目前倾向于认为它是一种大质量的奇异粒子组成的物质，但关于这一点，我们还没有任何确凿的证据能够予以证明。

　　还有另外一种观点，认为暗物质实际上是在宇宙诞生初期就产生的黑洞组成的，也就是所谓的原初黑洞。

而现在，美国宇航局的科学家们开展的一项研究表明，后一种观点似乎与红外波段以及X射线波段的宇宙学观测结果相吻合，并且能够解释黑洞合并时的一系列现象。

　　美国宇航局戈达德空间飞行中心的天体物理学家亚历山大·卡林斯基（Alexander Kashlinsky）表示："这项研究的主要目的是将目前存在的各类观点和实际观测数据相互验证，看看两者之间是否吻合。

结果我们发现这一理论与观测的吻合度惊人的好。

"他说："如果这一理论最终被证明是正确的，那么所有的星系，包括银河系在内，实际上可能都是镶嵌在一个巨大的黑洞球体包围之中，每一个黑洞的质量都相当于大约30倍太阳质量左右。

" 　　在2005年，卡林斯基率领一个天文学家小组，利用美国宇航局的斯皮策空间望远镜对一个天区的红外波段背景进行了观测。

他们报告称在这一红外背景中观测到一些亮度异常的斑块，他们认为这有可能是130亿年前宇宙诞生初期最早的一批恒星发出的光芒。

后续观测确认，在天空的其他区域同样能够观测到"宇宙红外背景"（CIB）中类似的隐藏结构。

　　大约8年后，另一项研究致力于对美国宇航局钱德拉X射线望远镜的所谓"宇宙X射线背景"（CXB）数据进行分析，并将这一结果与同一天区的CIB红外波段数据进行对比。

　　研究组发现最初一批恒星发出的主要是可见光和紫外光，由于宇宙膨胀，这些光线的波长被拉长，从而变成了红外光，因此应该不会在X射线波段背景中产生重要的影响。

　　然而，低能X射线波段中显示的异常斑块特征与红外波段背景中显示的斑块特征几乎完全相同，而唯一在能级跨度上能够涵盖整个波长范围的已知天体就只有黑洞。

　　因此，研究组得到结论认为，早期宇宙中应当存在着大量原初黑洞，它们贡献了宇宙红外背景中至少1/5的红外辐射源。

　　目前美国宇航局正在对这一问题进行研究，作为阿尔法磁谱仪（AMS）和费米伽马射线空间望远镜的研究对象之一。

　　卡林斯基表示："这些研究正在得到越来越高的灵敏度，逐渐缩小暗物质粒子参数的各项不确定性。

"他说："搜寻暗物质的不成功让我们对暗物质的本质可能就是原初黑洞的猜想产生了愈发浓厚的兴趣。

" 　　物理学家们此前总结出了几条理论，能够解释高温且处于迅速膨胀状态中的早期宇宙如何能够 在宇宙大爆炸之后的数千分之一秒内产生原初黑洞。

而相关理论也显示，宇宙的年龄越老，那么能够形成的黑洞质量就能越大。

但由于能够产生这类黑洞的窗口期持 续时间非常短暂——只有大爆炸之后最初的一瞬间——远远不到一秒钟的时间——因此科学家们认为原初黑洞的质量应该都差不多大，它们相互之间的质量差异会很 小。

　　去年9月14日，一对13亿光年外的黑洞合并过程所产生的引力波信号被设在美国的"激光干涉引力波天文台"（LIGO）观测到。

这一事件标志着人类首次直接探测到引力波信号。

　　这一信号也让LIGO的科学家们得以据此计算出这两个黑洞中单个黑洞成员的质量——结果显示分别为29倍和36倍太阳质量，误差约为±4倍太阳质量。

研究人员们认为这样的黑洞质量实际上大的有些让他们意外，并且两者间的差值也出乎意料地小。

卡林斯基表示："取决于起作用的何种机制，原初黑洞的性质可以与LIGO所探测到的这两个黑洞非常相似。

"他说："如果我们假定事实的确如此，也就是LIGO捕捉到了发生在早期宇宙中两个黑洞的合并信号，那么我们就可以观察，这件事将会对我们有关宇宙最终如何演化的认识产生什么样的影响。

" 　　在今年5月24日发表的一篇最新论文中，卡林斯基分析了如果假定暗物质的本质实际上就是类似LIGO所探测到的那类黑洞的话，事情将会如何发展。

　　黑洞的存在扭曲了早期宇宙中的质量分布，这一结果产生的微小震荡在数亿年之后，当最初一批恒星开始形成时产生了显著的影响。

　　在宇宙诞生之后的最初5亿年内，所谓的"常规物质"的温度仍然太高，因而难以聚集形成最早的恒星。

　　暗物质则不同，它们不会受到高温的影响，因为它基本上只与引力发生作用，与其他因素之间几乎不产生任何影响。

于是，在相互间的引力作用下，暗物质最先开始聚集，并形成所谓的"超小晕"（minihaloes）结构。

这种质量团块提供了一种引力"种子"，让后来的常规物质得以被吸引并附着其上——大量的高温气体开始在引力作用下向着这些超小晕结构聚集，随着温度的下降，这些逐渐聚拢的常规物质发生进一步凝聚和塌缩，第一批的恒星就此诞生了。

　　卡林斯基的工作表明，如果黑洞的确是组成暗物质的重要成分，那么这一过程的发生将会迅速的多，并进而产生在斯皮策望远镜探测到的CIB数据中的那种斑块不均一性特点，即便只有很小一部分的"超小晕"结构最终能够产生恒星，情况也是一样。

　　随着空间中的气体物质向"超小晕"聚集，组成这些"超小晕"的黑洞自然而然的将会吞噬掉其中的一部分气体物质。

　　而物质朝着黑洞盘旋下降的过程将会产生加热并释放X射线。

综合起来考虑，最初一批恒星产生的红外波段辐射以及物质朝着黑洞下降过程中产生的X射线辐射将能够解释钱德拉与斯皮策空间望远镜所观测到的CIB以及CXB斑块不均一信号。

　　偶然的，有些原初黑洞可能会相互运动到比较接近的位置上，从而互相吸引并成为一个相互绕转的双黑洞系统。

这样一个系统将会不断释放引力波信号，在此过程中丢失轨道动能并不断相互接近，最终，两者将会发生合并成为一个质量更大的黑洞，就像LIGO在去年所探测到的那样。

　　卡林斯基表示："未来LIGO的后续观测工作将告诉我们更多有关宇宙中黑洞数量的信息。

相信在不久之后，我们就将能够了解到，关于黑洞与暗物质关系的理论是否是正确的。

"