暗物质暗能量与地球动力学.PDF
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嘉1牟 2 4 地质 学报 ACTAGEOLOGICASINICA VoD1e.8c9NO.122015
. 2213~ 2224
暗物质暗能量与地球动力学
袁学诚 ,姜枚 ,耿树方1)
1)中国地质科学院地质研究所 ,北京 ,100037
2)中国地质调查局发展研究 中心,北京 ,100037
3)中国地质科学院矿产资源研究所 ,北京,100037
内容提要 :近年来世界重大科技进展中,”暗物质”与”暗能量”始终是关注 的焦点。暗物质无法用 肉眼看见,意
味着它们不能发射电磁波,只能通过引力产生的效应知道它的存在。暗能量是一种不可见的、充溢空间、具有负压
强的能量 。这种负压强在长距离类似于一种反引力 。宇宙中所有 的恒星和行星的运动都是 由暗能量与万有引力
来推动的。但是虽然天体物理对暗物质与暗能量的研究有长足进步,并且尽管它与地球科学密切相关,但是在国
内地学界对这个 问题却少人顾及 。本文引用、抄录、梳理 已有暗物质与暗能量文献 ,对暗物质与暗能量作一初略的
介绍,并试 图以此观点出发,对地球演化 中动力学 问题进行探讨 。我们认为,地球 内的暗能量是推动地球构造演化
的主要原动力,它对地球演化 的主要效应是使地球膨胀 。地球的膨胀引发 了其他许多地质作用和效应 。文 中以青
藏高原、秦岭造 山带及东南亚西太平洋为例 ,说 明在地球物理研究中都未发现其俯冲的迹象,它们应是暗能量驱动
地球膨胀造成的造山带 。
关键词 :暗物质 ;暗能量 ;地球动力学
存在着差异 。通过对小尺度结构密度、分布、演化以
1 暗物质与暗能量简介
及其环境的研究可 以区分这些潜在 的暗物质模型 ,
1.1 什么是暗物质与暗能量 这为暗物质本性 的研究带来新的空间。
20世纪 3o年代 ,瑞士天文学家 FritzZwicky 暗能量是一种不可见 的、能推动宇宙运动的能
发现大型星系团中的星系具有极高 的运动速度,除 量 ,宇宙中所有的恒星和行星的运动都是 由暗能量
非星系团的质量是根据其 中恒星数量计算所得到的 与万有引力来推动的。暗能量之所 以具有如此大的
值的 100倍 以上 ,星系团的引力根本无法束缚住这 力量 ,是因为它在 宇宙的结构 中 占68.3 ,具有绝
些高速运动 的星系。这是首次提出宇宙间可能存在 对统治地位。暗能量充溢空间、具有负压强。这种
暗物质 。 负压强在长距离类似于一种反引力 。暗能量是宇宙
到了80年代 ,宇宙中存在暗物质 已被广为接 学研究的一个里程碑性的重大成果 。
受 。并且认为在星系团中,看得见的星系只占总质 暗能量主要有 两种模型 :常数模 型和典 范
量的 1/300以下 ,而 99 以上的质量是看不见的。 (quintessence)模型 。常数模型是说暗能量具有均
暗物质无法用 肉眼看见 ,意味着它们不能发射 匀充满空间的常能量密度 。典范模型是指暗能量密
电磁波 ,只能通过引力产生的效应知道它的存在 。 度是随时空变化 的动力学场 。区分这两种模型可能
暗物质 的本质现在还是个谜 ,如果它是一种弱 需要对宇宙膨胀有更高精度的测量和对膨胀速度随
相互作用亚原子粒子 ,也就是说它是一种彼此 间不 时间变化有更深入的理解 。
抱团的比原子更小 的粒子 ,如 电子 、质子 、中子、介 支持暗能量存在的主要证据有二。一是对遥远
子、夸克 、胶子 、光子等等的话 ,那么由此形成的宇宙
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