黑暗的力量

科展類別
臺灣國際科展
屆次
2006年
科別
物理科
學校名稱
國立臺灣師範大學附屬高級中學
指導老師
吳俊輝
作者
鍾岳霖
關鍵字
黑暗能量,重力交互作用

摘要或動機

We study the magic power of dark energy and dark matter by using theoretical derivation
and numerical simulations. We found that: 1. The dark energy will gain kinetic energy
from the moving dark matter through gravitational interaction. Due to the law of
energy conservation, the motion of the dark matter will slow down and satisfy Ek(t)−Ek0
∝ρDE1.92 t, where Ek(t) is the kinetic energy of the dark matter, Ek0 is its
initial kinetic energy, ρDE is the energy density of the dark energy, and t is the
time.   2. The formation history and the structure of galaxies will be different due
to the existence of dark energy. The more the dark energy, the earlier the formation
of the galaxy core. In addition, the kinetic energy Ek(R) as a function of R will
be different if the ρDE is different. Thus we can observationally measure the Ek(R) of galaxies, compare it will our results here, and then deduce the ρDE in
our universe. The results here can be applied to the observations in the near future.



我們藉由理論的推導,配合電腦模擬的手段,來探討宇宙中黑暗物質和黑暗能量的神祕力量。我們發現:一、黑暗能量會透過重力交互作用而從運動中的黑暗物質獲得力學能,而且因力學能守恆,致使黑暗物質的速率減慢,滿足
Ek(t)−Ek0 ∝ρDE1.92 t, 其中 Ek(t)
為黑暗物質的動能, Ek0 為其初始動能, ρDE 為黑暗能量的密度,t 為時間。二、星系的形成過程及結構,會因黑暗能量的存在而改變。黑暗能量越多時,星系的核心會越早形成。而且動能
Ek(R) 隨著至星系中心距離 R 的變化,會因 ρDE 的不同而不同,因此可以試圖量測宇宙中星系的 Ek(R)
,然後和這裡的結果比對,即可推導出宇宙中的 ρDE 。這些研究成果,將可直接應用在未來的觀測結果上。



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