av免费不需要 _宇宙加速膨胀背后的驱动力和小颗粒,中微子跟暗能量有何关联?

 

我们身处在一个庞大而神秘的宇宙之中,有太多让所有人困惑不已的问题等着科学家们去探索。这个神秘的世界,让我们置身于大大小小的问题之中,正因为已经有了像粒子物理学这样的标准模型,才帮助物理学家们理解基本的亚原子相互作用和宇宙初始的宇宙大爆炸理论,并且将宇宙过去那138亿年时间里的故事编织在了一起。

宇宙加速膨胀背后的驱动力和小颗粒,中微子跟暗能量有何关联?

模型取得成功之后还有什么

在之前的宇宙探索任务中,虽然我们已经取得了瞩目的成果,包括以上的模型。但是,今后还有更多的探索等着我们去做。比如:这个世界上的暗能量到底是什么,真的是我们观察到的宇宙加速膨胀背后的驱动力吗?从另一端的规模来看,中微子又是何物,难道是那些没有跟任何东西发生相互作用、然后产生的宇宙“幽灵”小颗粒吗?

有太多的疑问尚待解答,不管是从性质还是规模这两个方面来看,虽然这两个问题看似没有任何关联,但却需要我们回答关于它们的一切,并且很有可能只需要一个实验就可以揭示它们的答案。科学家认为100亿年前正是暗能量肆虐的时候,可通过望远镜绘制黑暗宇宙的图景供我们深入研究。

宇宙加速膨胀背后的驱动力和小颗粒,中微子跟暗能量有何关联?

宇宙就像一个发光的大蜘蛛网

宇宙网是一个概念,它是宇宙中最重要的存在。如果用生活中一个生动形象的例子来说明,那么宇宙就像是一个闪闪发光的巨大蜘蛛网,只是这张网是由星系制成,而不是寻常的丝绸。密集的丛状节点被又长又细的星系卷须连接起来,星系团所组成的这些节点。熙熙攘攘的星系信息,就像一个巨大又宽阔的城墙。虽然结构很多,但巨大的宇宙空洞占据了宇宙中的大部分体积,天体荒漠就像完全没有任何旁物。

在数十亿年前,自然界中最柔弱的力量通过重力慢慢地构建,然后经过演变才形成了这个宇宙网。虽然当宇宙在当前大小是最微弱的一小部分,并且是几乎完全均匀的情况,但这里的“几乎”是很重要的一个体现,即:即使点到点之间的密度只是发生了微小的变化,但宇宙中的某些角落却也因此比平均值变得更加拥挤,相反,其他角落则相对更少。

很多事物都会通过时间超越我们的预期,重力也随着时间的推移而在我们的宇宙网中做出了令人惊讶的事。那些看似只是略高于平均值的密集区域,重力强大到吸引周围的环境,那些团块便因此变得更具有吸引力,而后吸引了更多的邻居。如果将这个过程快进十亿年,那么这已足够成长为自己的宇宙网络。

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制作宇宙网你需要哪些东西

想要成功的制作一张宇宙网,自然需要具备一些必要条件,比如引力。当然了,这个过程最有意思的地方就在于细节。不同种类的物质聚集在一起的结果,那必然是形成各种不同的结构,这其中的某些物质可能会因为一些确定或不定的因素而相互纠缠在一起、又或是在凝结之前去除多余热量,同时,其他的物质则可能随时加入离它最近的另一方。

有时重力可以在一定的时间内有效的完成自己的工作,这是因为过程中的某些物质移动的速度足够缓慢,相反,其他类型的物质则表现的灵活而庞大,这才使得重力无法将它的微弱置于其上。如果用一句话简单的来表达,如果宇宙的成分被改变,那么你所得到的的宇宙网看起来也会变得不一样。两种不同情况的对比,或许有更少的空洞和更丰富的聚类。只是,那些空隙只是在宇宙的早期占据着主导的地位,但并没有形成聚类。

在宇宙的成分中,中微子是一个特别的存在,它正是文章一开始所提到的幽灵粒子。质量很轻的中微子可以约等于光速进行传播。重力因为其可以平滑宇宙结构,所以无法完成将中微子拉成紧凑小球的工作。所以,如果你在宇宙之中添加大量的中微子,那么整个星系之类的东西都将面临无法在宇宙的早期形成。

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将宇宙网本身用作物理学的巨型实验室

通过刚刚的阐述,或许你已经意识到一个问题,那就是:我们想要研究中微子,其实可以把宇宙网本身用作物理学的巨型实验室。想要直接处理中微子,可以通过检查网的结构,然后将其分解成簇和空隙等不同的部分进行。

如果我们只能看到宇宙网中像星系团这样的一部分物体,那么想要分辨中微子效应和暗能量效应之间的区别,这将是没有足够信息来分辨的一个问题,这两者都阻碍了它们的聚集。这是一个客观存在、又有一些琐碎的问题,宇宙中并不只有中微子这一种成分,暗能量的存在便是混淆的主要因素之一,正是这神秘的力量才使我们的宇宙被分开,也就是说,会存在一种主要的方式对宇宙网络产生影响,想要在快速扩张的宇宙中建立大型物体本身的难度就可想而知。

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星系调查有助于发现中微子和暗能量属性

不久的将来,将会有星系调查任务将进行(比如:欧洲航天局的欧几里德任务),这对暗能量和微中子属性的发现都是有非常大助益的。这个整装待发的欧几里德卫星,将为我们绘制数百万个星系的位置所在,这将是一张非常宽阔的宇宙网画像。这个结构将暗示我们宇宙的历史,以及这个过去被哪些成分所取决。

得到暗能量的本质和中微子的本质将会预示着一个新天文时代的开始,宇宙中那些最密集、繁忙、孤独又空旷的组合都将被观察。或许,我们将了解到的暗能量会变得越来越糟、又或是越来越好,甚至是变得完成相同。同时,我们还可能知道大量的中微子到底有多大、有多少中微子正在宇宙中徘徊。不管如何,目前的我们很难预料以后实际看到的是什么样子,但这一切问题,时间都会给出我们最接近真相的答案。

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