【陈学雷丨聆听宇宙“天籁”，探寻暗物质之谜】版权归原作者所有，如有侵权，请联系科普中国
“天籁”是一种宇宙的韵律，
我们想要探测宇宙大爆炸产生的声音，
然后用它去理解暗能量到底是一种什么东西。
陈学雷 · 中国科学院国家天文台研究员 宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家
宇宙是怎样开始的呢？有的朋友说，宇宙开始于一个大爆炸。
这是上个世纪一些科学家提出来的一种大胆猜想，后来这种理论被观测证实了。
宇宙的未来是怎样的？
既然宇宙开始于大爆炸，那么它有没有结束？未来是什么样子呢？
其实提出宇宙大爆炸理论的这些科学家也做了一些预言，他们假定宇宙中充满了各种物质，然后使用爱因斯坦的广义相对论去预测宇宙的命运。
大家可以看到左面展示的是大爆炸的过程，而右面的这幅图上展示的是对未来的预测。
宇宙经过大爆炸以后，它就处在膨胀中，由于物质万有引力的作用，它会使膨胀慢慢变慢，变慢以后会怎么样呢？
这就取决于这里面物质的多少，和一开始膨胀的速度之间的关系。
如果这个膨胀的速度一开始不是那么大，而物质很多，那么造成的结果就是它膨胀到一定程度以后，膨胀就会慢慢地减速，最后减到一定程度，很可能就停止了膨胀。然后又开始收缩，收缩到一定程度以后，最后就进入了一个“大塌缩”的状态。
大塌缩之后宇宙会变成什么样子?目前并不知道，因为到那个时候，所有的能量和密度都太高了，现在的理论都无法描述。
如果宇宙一开始的时候膨胀速度比较快，而这个物质并没有那么多，它也会使宇宙的膨胀减速，但是减速可能不足以使它停下来，这样的话宇宙就会一直的膨胀下去。
也就是这幅图里右边的两种图景——它一直膨胀，但是减慢的速度可能没有那么明显。
这就是过去，大家对宇宙的未来的认识，那是不是这样子呢？到底这几种情况哪一种是对的呢？
加速膨胀的宇宙
已完成：10%
在上个世纪的八十年代，有一些科学家想要解决这个问题，但是都面临一个很大的困难，就是我们怎么才能判断到底是哪一种情况呢？
这个办法就是测量不同时刻宇宙膨胀的速度。
左边这幅图上展示的是日常生活当中很常见的测量速度的方法。
宇宙学当中的这个情况略有不同，但道理是一样的，就是测量宇宙中的不同时刻，它膨胀到底有多快，然后看看它的速度是怎么变化的。
当然宇宙学当中一个很大的问题在于，我们并不知道怎么样测量这个距离。
自古以来，想要了解天体的距离就是非常困难的。
比如说，我们国家有一个著名的寓言，据说孔子遇到了两个小孩在辩论：太阳到底是在早晨的时候离我们近一些，还是在中午的时候离我们近一些？
两个小孩都提出了一些很好的论据，孔子就没有办法决定了，这就是所谓“两小儿辩日”的故事。
实际上想要测量像太阳这样一个离我们比较近的天体的距离，并不是那么容易，要测量更远处的天体，当然就更难一些。但是科学家还是提出了一些方法。一种办法就是通过所谓“标准烛光”来测量距离。
什么叫标准烛光呢？
在19世纪的时候，人们为了研究光学，发明了一种比较标准的蜡烛，这些蜡烛点出来以后，光的亮度都是一样的。
把它放在不同的距离上，可以看到，越远的蜡烛看上去越暗一些，这就是标准烛光的作用。
就是我们知道它的绝对发光亮度，又可以测出它看上去有多亮，根据这两者之间进行比较，就可以知道天体到底有多远了。
问题在于我们有没有这样的蜡烛呢？
科学家们找到了一种这样的“蜡烛”，这个“蜡烛“就是Ia型的超新星。
什么是超新星呢？
天空中的星星，有一些暗，有一些亮，亮的大多是离太阳系比较近的一些恒星。有时这些恒星会突然发生爆炸——爆炸往往是因为到了它的寿命尾期，或者由于它的核心塌缩，或者是由于吸积了别的物质。
在宋朝的1054年，大家突然发现白天里出现了一颗星，非常非常亮，在白天都可以清楚地看到。
这颗星就是著名的1054年超新星，它遗留下来的爆炸痕迹今天还可以在天空中看到，就是所谓的蟹状星云。
这颗超新星的爆炸亮度最大的时候，可以达到太阳亮度的100亿倍。
上图的右边，就可以看到，一个星系中一颗超新星爆发以后，它非常非常亮。
虽然它这么亮，但是要在宇宙的距离上看到它，还是很困难的。我们需要在非常远的地方找到这样的超新星。
天文学家在漫天星斗中寻找这种超新星，可能就是有一个地方稍微亮了一点儿，亮的那一点儿实际上就是个超新星。
超新星有不同的种类。其中有一种超新星叫做Ia型的超新星，它的亮度经过一些修正后，可以作为一种标准烛光，并且可以拿它来确定距离。
在20年前，当时国际上有两个相互竞争的科学家团队，这两个团队有一个惊人的发现。
他们当时本来是想要测量宇宙到底是持续地膨胀下去，还是到一定程度以后会减速最后转成收缩，结果他们发现这两种情况都不对。
他们发现的是什么结果呢？
宇宙膨胀是在加速，越胀越快。
这项结果轰动了全球，其中贡献最大的几位科学家也获得了诺贝尔物理学奖。
神奇的暗能量
已完成：30%
这就给我们提出了一个问题，就是为什么宇宙膨胀越来越快？原来这些大爆炸的提出者的预言错了吗？
科学家们进一步提出了各种理论，最终得到了一个结论，就是宇宙当中可能含有大量的暗能量。
现在组成宇宙的普通物质只占我们这个宇宙的5%左右，剩下的95%以上的，很可能都是一些我们不知道的物质，其中有百分之二十多是所谓的暗物质。
虽然暗物质不发光，我们看不到它，但是根据它的引力可以推测，它在星系或者星系团中大量存在，占这个宇宙的百分之二十多。
它的性质还算不难理解，它毕竟是产生万有引力的。
而这个暗能量，它的性质就非常奇异。它的效应是使得宇宙的膨胀加速，也就是说相当于某种万有斥力一样，这是一种很神奇的东西。
正因为它这种神奇，我们给它起了个名字叫做“暗能量”，但是它到底是什么？我们其实并不知道。
有了暗能量以后，宇宙的命运就会发生很大的变化。就是它不但在膨胀，而且膨胀得越来越快。
来源: 格致论道讲坛
“天籁”是一种宇宙的韵律，
我们想要探测宇宙大爆炸产生的声音，
然后用它去理解暗能量到底是一种什么东西。
陈学雷 · 中国科学院国家天文台研究员 宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家
宇宙是怎样开始的呢？有的朋友说，宇宙开始于一个大爆炸。
这是上个世纪一些科学家提出来的一种大胆猜想，后来这种理论被观测证实了。
宇宙的未来是怎样的？
既然宇宙开始于大爆炸，那么它有没有结束？未来是什么样子呢？
其实提出宇宙大爆炸理论的这些科学家也做了一些预言，他们假定宇宙中充满了各种物质，然后使用爱因斯坦的广义相对论去预测宇宙的命运。
大家可以看到左面展示的是大爆炸的过程，而右面的这幅图上展示的是对未来的预测。
宇宙经过大爆炸以后，它就处在膨胀中，由于物质万有引力的作用，它会使膨胀慢慢变慢，变慢以后会怎么样呢？
这就取决于这里面物质的多少，和一开始膨胀的速度之间的关系。
如果这个膨胀的速度一开始不是那么大，而物质很多，那么造成的结果就是它膨胀到一定程度以后，膨胀就会慢慢地减速，最后减到一定程度，很可能就停止了膨胀。然后又开始收缩，收缩到一定程度以后，最后就进入了一个“大塌缩”的状态。
大塌缩之后宇宙会变成什么样子?目前并不知道，因为到那个时候，所有的能量和密度都太高了，现在的理论都无法描述。
如果宇宙一开始的时候膨胀速度比较快，而这个物质并没有那么多，它也会使宇宙的膨胀减速，但是减速可能不足以使它停下来，这样的话宇宙就会一直的膨胀下去。
也就是这幅图里右边的两种图景——它一直膨胀，但是减慢的速度可能没有那么明显。
这就是过去，大家对宇宙的未来的认识，那是不是这样子呢？到底这几种情况哪一种是对的呢？
加速膨胀的宇宙
已完成：10%
在上个世纪的八十年代，有一些科学家想要解决这个问题，但是都面临一个很大的困难，就是我们怎么才能判断到底是哪一种情况呢？
这个办法就是测量不同时刻宇宙膨胀的速度。
左边这幅图上展示的是日常生活当中很常见的测量速度的方法。
宇宙学当中的这个情况略有不同，但道理是一样的，就是测量宇宙中的不同时刻，它膨胀到底有多快，然后看看它的速度是怎么变化的。
当然宇宙学当中一个很大的问题在于，我们并不知道怎么样测量这个距离。
自古以来，想要了解天体的距离就是非常困难的。
比如说，我们国家有一个著名的寓言，据说孔子遇到了两个小孩在辩论：太阳到底是在早晨的时候离我们近一些，还是在中午的时候离我们近一些？
两个小孩都提出了一些很好的论据，孔子就没有办法决定了，这就是所谓“两小儿辩日”的故事。
实际上想要测量像太阳这样一个离我们比较近的天体的距离，并不是那么容易，要测量更远处的天体，当然就更难一些。但是科学家还是提出了一些方法。一种办法就是通过所谓“标准烛光”来测量距离。
什么叫标准烛光呢？
在19世纪的时候，人们为了研究光学，发明了一种比较标准的蜡烛，这些蜡烛点出来以后，光的亮度都是一样的。
把它放在不同的距离上，可以看到，越远的蜡烛看上去越暗一些，这就是标准烛光的作用。
就是我们知道它的绝对发光亮度，又可以测出它看上去有多亮，根据这两者之间进行比较，就可以知道天体到底有多远了。
问题在于我们有没有这样的蜡烛呢？
科学家们找到了一种这样的“蜡烛”，这个“蜡烛“就是Ia型的超新星。
什么是超新星呢？
天空中的星星，有一些暗，有一些亮，亮的大多是离太阳系比较近的一些恒星。有时这些恒星会突然发生爆炸——爆炸往往是因为到了它的寿命尾期，或者由于它的核心塌缩，或者是由于吸积了别的物质。
在宋朝的1054年，大家突然发现白天里出现了一颗星，非常非常亮，在白天都可以清楚地看到。
这颗星就是著名的1054年超新星，它遗留下来的爆炸痕迹今天还可以在天空中看到，就是所谓的蟹状星云。
这颗超新星的爆炸亮度最大的时候，可以达到太阳亮度的100亿倍。
上图的右边，就可以看到，一个星系中一颗超新星爆发以后，它非常非常亮。
虽然它这么亮，但是要在宇宙的距离上看到它，还是很困难的。我们需要在非常远的地方找到这样的超新星。
天文学家在漫天星斗中寻找这种超新星，可能就是有一个地方稍微亮了一点儿，亮的那一点儿实际上就是个超新星。
超新星有不同的种类。其中有一种超新星叫做Ia型的超新星，它的亮度经过一些修正后，可以作为一种标准烛光，并且可以拿它来确定距离。
在20年前，当时国际上有两个相互竞争的科学家团队，这两个团队有一个惊人的发现。
他们当时本来是想要测量宇宙到底是持续地膨胀下去，还是到一定程度以后会减速最后转成收缩，结果他们发现这两种情况都不对。
他们发现的是什么结果呢？
宇宙膨胀是在加速，越胀越快。
这项结果轰动了全球，其中贡献最大的几位科学家也获得了诺贝尔物理学奖。
神奇的暗能量
已完成：30%
这就给我们提出了一个问题，就是为什么宇宙膨胀越来越快？原来这些大爆炸的提出者的预言错了吗？
科学家们进一步提出了各种理论，最终得到了一个结论，就是宇宙当中可能含有大量的暗能量。
现在组成宇宙的普通物质只占我们这个宇宙的5%左右，剩下的95%以上的，很可能都是一些我们不知道的物质，其中有百分之二十多是所谓的暗物质。
虽然暗物质不发光，我们看不到它，但是根据它的引力可以推测，它在星系或者星系团中大量存在，占这个宇宙的百分之二十多。
它的性质还算不难理解，它毕竟是产生万有引力的。
而这个暗能量，它的性质就非常奇异。它的效应是使得宇宙的膨胀加速，也就是说相当于某种万有斥力一样，这是一种很神奇的东西。
正因为它这种神奇，我们给它起了个名字叫做“暗能量”，但是它到底是什么？我们其实并不知道。
有了暗能量以后，宇宙的命运就会发生很大的变化。就是它不但在膨胀，而且膨胀得越来越快。
来源: 格致论道讲坛
零是什么？理解了，你就不再是现在的你
一、从差不多开始
1、神奇的放大镜
放大土壤，里面有很多微生物；放大微生物，这里有人类起源的秘密；放大细胞，放大十亿倍差不多就是宇宙的模样；差不多只是推测，或者推理的结果，并不是事实。
2、真的是空的吗？
放大让我们看清细节的同时，会产生间隙，只是间隙之间真的是空的吗？当然不是空的，量子世界，所有东西可以凭空出现和消失，而量子物理，是各种电子设备基础，包括手机。
3、比混沌更复杂
“自鸿蒙初，盘古开天辟地，清者上升，浊者下沉，而分天地，后生三皇五帝。”，劈成两半，很好理解，劈开两半的中间，竟然不是空的，还有一堆东西，哦，这也太烧脑了吧。
4、作用与反作用
新陈代谢需要四个基本要素，转化前的形态、转化后的形态、转化过程、逆转化过程。我发现，所有事物都可以用这个套。比如光，转化前的形态是光，转化后的形态是电的话，转化过程就是太阳能电池板，逆转化过程就是电灯。
5、力是什么？
力是一个对另一个的作用力，只是盘古开天辟地，一个和另一个之间是空的。但是按照量子世界，空的也能凭空出现和消失一个小宇宙，那么就不是空的。所以，力是一个新陈代谢的过程。
6、万有引力和万有斥力
力既然是一个新陈代谢的过程，那么就存在转化过程和逆转化过程，转化过程是万有引力，逆转化过程，那就是宇宙背景辐射？
7、差不多先生
放大细胞，放大十亿倍差不多就是宇宙的模样；这只是哲学，不是科学；哲学总是不断被科学打破，而科学又总是被新的哲学涵盖，这，然道也是一种新陈代谢？转化前的形态是未知，转化后的形态是已知，而转化过程就是认识规律，逆转化过程，就是神奇的放大镜，神奇的放大镜总是可以带给我们新的未知。
二、就是那么一回事
1、神奇的地球
同等重力、光照、空气、土壤分布情况下，地球表面积是现在的一万亿倍，意味着地球人口是七十万兆，会有什么样的质变呢？科学发展到基本找不到任何创新点？
2、神奇的人
同等语言、技术水平、资源获取难度情况下，人的寿命长达一万亿年，意味着基本所有人都是在寿命到达前死于非命，会有什么样的质变呢？活着的人找不到任何活下去的理由？
3、神奇到无聊
量变拓展了边界，打破了轮回论，量变到一定程度，又带来了就是那么一回事的质变。所以，神奇得放大镜派上了用场，放大细胞，放大十亿倍差不多就是宇宙的模样，但并不是同样的宇宙，而是完全不同的。
4、无聊的圆周率
圆周率可以一直精确算下去，更精确的数字和现有的完全不同，并且还不是有规律的。可，这又如何呢？不是完全不同的新的就是有意思的，一直往下算，无聊透顶。
5、会有外星飞船吗？
没有人见过外星飞船，真很新奇，会不会见过了，天天见，见到外星人也就那么回事呢？
6、飞出宇宙
没有人飞出宇宙，真很新奇，会不会飞出去了，天天从一个宇宙飞到另一个宇宙，飞出宇宙也就那么回事呢？
7、有比没有好
假设人的寿命长达一万亿年，见过外星飞船见到无聊，飞出宇宙飞出到无聊，但是有比没有好。就算圆周率，一直往下算，无聊透顶，但是总有新的位数，总比无限循环小数强吧，不是么？
三、零是什么？
1、零是无限小
一个正整数是另一个数的一半，无限迭代下去，得到的就是零。这里面有两个要点，一个是一半，另一个是无限迭代。前者类似一个小的粒子，可以在一定范围内随机运动，时间拉到足够长，就等于有个运动范围这么大的大粒子存在，也就是规则。后者就是神奇的放大镜，一直放大一直放大，无限放大下去。
2、零是混沌
人类依据认知、划定和推理等方式，构造出边界，有了边界，便有了定义，有了定义，便有了万事万物。从这个意义讲，就算真空不是空的，但这不是空的东西处于混沌状态，我们看不到摸不着，那就是空的，也就是说就是零。
3、无中生有
真空可以凭空产生正负电子，产生的正负电子还能湮灭。从无中生有到凭空消失。也就是从零到一，从一到零。解决了这个问题，后面从二到三，从三到无穷，都小问题了。
4、零是无新陈代谢
真空在我们看了，除了是空的，还没有新陈代谢，也就是说，不能对周围发生作用和反作用。所以，没有新陈代谢就是零。
5、零到底是什么？
回答这个问题前，问一个问题，为什么要有零？不要有零，就不存在零到底是什么这个问题了。我们直接消灭问题本身，这才是零。你看了这个帖子，发生了作用与反作用，就不是零了。
6、零真的到底是什么？
什么？你在问什么？
7、
四、总结一下吧
第一个层次是认识论，也就是人类认识到了什么就是什么，包括脑袋里的想象。
第二个层次是神奇的放大镜，也就是人类又认识到了什么，这个又认识到的什么到底是什么。
第三个层次是有比没有强，也就是说人类有希望认识到什么，哪怕新认识的真的很无聊。
第四个层次是这个有比没有强总能实现，那么，就这样吧。
资料来源：https://t.cn/RzlltLT
一、从差不多开始
1、神奇的放大镜
放大土壤，里面有很多微生物；放大微生物，这里有人类起源的秘密；放大细胞，放大十亿倍差不多就是宇宙的模样；差不多只是推测，或者推理的结果，并不是事实。
2、真的是空的吗？
放大让我们看清细节的同时，会产生间隙，只是间隙之间真的是空的吗？当然不是空的，量子世界，所有东西可以凭空出现和消失，而量子物理，是各种电子设备基础，包括手机。
3、比混沌更复杂
“自鸿蒙初，盘古开天辟地，清者上升，浊者下沉，而分天地，后生三皇五帝。”，劈成两半，很好理解，劈开两半的中间，竟然不是空的，还有一堆东西，哦，这也太烧脑了吧。
4、作用与反作用
新陈代谢需要四个基本要素，转化前的形态、转化后的形态、转化过程、逆转化过程。我发现，所有事物都可以用这个套。比如光，转化前的形态是光，转化后的形态是电的话，转化过程就是太阳能电池板，逆转化过程就是电灯。
5、力是什么？
力是一个对另一个的作用力，只是盘古开天辟地，一个和另一个之间是空的。但是按照量子世界，空的也能凭空出现和消失一个小宇宙，那么就不是空的。所以，力是一个新陈代谢的过程。
6、万有引力和万有斥力
力既然是一个新陈代谢的过程，那么就存在转化过程和逆转化过程，转化过程是万有引力，逆转化过程，那就是宇宙背景辐射？
7、差不多先生
放大细胞，放大十亿倍差不多就是宇宙的模样；这只是哲学，不是科学；哲学总是不断被科学打破，而科学又总是被新的哲学涵盖，这，然道也是一种新陈代谢？转化前的形态是未知，转化后的形态是已知，而转化过程就是认识规律，逆转化过程，就是神奇的放大镜，神奇的放大镜总是可以带给我们新的未知。
二、就是那么一回事
1、神奇的地球
同等重力、光照、空气、土壤分布情况下，地球表面积是现在的一万亿倍，意味着地球人口是七十万兆，会有什么样的质变呢？科学发展到基本找不到任何创新点？
2、神奇的人
同等语言、技术水平、资源获取难度情况下，人的寿命长达一万亿年，意味着基本所有人都是在寿命到达前死于非命，会有什么样的质变呢？活着的人找不到任何活下去的理由？
3、神奇到无聊
量变拓展了边界，打破了轮回论，量变到一定程度，又带来了就是那么一回事的质变。所以，神奇得放大镜派上了用场，放大细胞，放大十亿倍差不多就是宇宙的模样，但并不是同样的宇宙，而是完全不同的。
4、无聊的圆周率
圆周率可以一直精确算下去，更精确的数字和现有的完全不同，并且还不是有规律的。可，这又如何呢？不是完全不同的新的就是有意思的，一直往下算，无聊透顶。
5、会有外星飞船吗？
没有人见过外星飞船，真很新奇，会不会见过了，天天见，见到外星人也就那么回事呢？
6、飞出宇宙
没有人飞出宇宙，真很新奇，会不会飞出去了，天天从一个宇宙飞到另一个宇宙，飞出宇宙也就那么回事呢？
7、有比没有好
假设人的寿命长达一万亿年，见过外星飞船见到无聊，飞出宇宙飞出到无聊，但是有比没有好。就算圆周率，一直往下算，无聊透顶，但是总有新的位数，总比无限循环小数强吧，不是么？
三、零是什么？
1、零是无限小
一个正整数是另一个数的一半，无限迭代下去，得到的就是零。这里面有两个要点，一个是一半，另一个是无限迭代。前者类似一个小的粒子，可以在一定范围内随机运动，时间拉到足够长，就等于有个运动范围这么大的大粒子存在，也就是规则。后者就是神奇的放大镜，一直放大一直放大，无限放大下去。
2、零是混沌
人类依据认知、划定和推理等方式，构造出边界，有了边界，便有了定义，有了定义，便有了万事万物。从这个意义讲，就算真空不是空的，但这不是空的东西处于混沌状态，我们看不到摸不着，那就是空的，也就是说就是零。
3、无中生有
真空可以凭空产生正负电子，产生的正负电子还能湮灭。从无中生有到凭空消失。也就是从零到一，从一到零。解决了这个问题，后面从二到三，从三到无穷，都小问题了。
4、零是无新陈代谢
真空在我们看了，除了是空的，还没有新陈代谢，也就是说，不能对周围发生作用和反作用。所以，没有新陈代谢就是零。
5、零到底是什么？
回答这个问题前，问一个问题，为什么要有零？不要有零，就不存在零到底是什么这个问题了。我们直接消灭问题本身，这才是零。你看了这个帖子，发生了作用与反作用，就不是零了。
6、零真的到底是什么？
什么？你在问什么？
7、
四、总结一下吧
第一个层次是认识论，也就是人类认识到了什么就是什么，包括脑袋里的想象。
第二个层次是神奇的放大镜，也就是人类又认识到了什么，这个又认识到的什么到底是什么。
第三个层次是有比没有强，也就是说人类有希望认识到什么，哪怕新认识的真的很无聊。
第四个层次是这个有比没有强总能实现，那么，就这样吧。
资料来源：https://t.cn/RzlltLT
此篇文字于公元2021年10月发于自媒体，是对第一篇论文《万有斥力论》的补充。本文试图使用简单的理论来论述万有斥力，用水、潜艇、绳子代换空间、星系、万有引力来论述万有斥力的存在。笔者既发万有斥力之文章，笔者已无惧任何质疑，若有人提出问题，笔者觉得有必要的话笔者将回复。笔者在想一个问题，如果一个苹果在距离地球十万千米的地方向地球做自由落体运动，如果把空间膨胀考虑进去，那苹果落地时间要比不考虑空间膨胀要长一些，在如此短的距离里时间差是可以忽略不计的，但是，如果有一天人类有能力在星系间航行，那就不得不考虑这个问题了，如果他们距离前往的星系够远，他们前往的同时星系在远离他们而去，相对于静止空间，他们旅行的所用时间将会增多。自从2020年起，关于万有斥力，到现在笔者已经陆续写了三篇文章，但有些地方依旧还没有完善，未来笔者可能还补上，笔者觉得论述这个万有斥力可能是个十分漫长的过程。篇末为笔者《第三次述万有斥力》之手稿。
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