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宇宙（Universe）在物理意义上被定义为所有的空间和时间（统称为时空）及其内涵，包括各种形式的所有能量；
比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等，其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。宇宙还包括影响物质和能量的物理定律，如守恒定律、经典力学、相对论等。
大爆炸理论是关于宇宙演化的现代宇宙学描述。根据这一理论的估计，空间和时间在137.99±0.21亿年前的大爆炸后一同出现，随着宇宙膨胀，最初存在的能量和物质变得不那么密集。最初的加速膨胀被称为暴胀时期，之后已知的四个基本力分离。
宇宙逐渐冷却并继续膨胀，允许第一个亚原子粒子和简单的原子形成。暗物质逐渐聚集，在引力作用下形成泡沫一样的结构，大尺度纤维状结构和宇宙空洞。
巨大的氢氦分子云逐渐被吸引到暗物质最密集的地方，形成了第一批星系、恒星、行星以及所有的一切。空间本身在不断膨胀，因此当前可以看见距离地球465亿光年的天体，因为这些光在138亿年前产生的时候距离地球比当前更近。
虽然整个宇宙的大小尚不清楚，但可以测量可观测宇宙的大小，估计其直径为930亿光年。在各种多重宇宙论中，一个宇宙是一个尺度更大的多重宇宙的组成部分之一，各个宇宙本身都包括其所有的空间和时间及其物质。
随着巡天观测技术水平的逐步提高，人类不断尝试绘制整个宇宙的全貌。2021年1月14日，国家天文台北京-亚利桑那巡天(BASS)团队和暗能量光谱巡天(DESI)团队联合发布最新巨幅二维宇宙地图。
宇宙暗能量
宇宙膨胀加速的原因仍然难以捉摸，这通常归因于暗能量。暗能量是一种被假设为渗入空间中的未知能量形式。在质能等价的基础上，暗能量的密度（约7×10-30?g/cm?）比星系内普通物质或暗物质的密度要低得多。然而，在当前的暗能量时期，它主宰着宇宙的质能，并且它在空间之中是均匀的。
暗能量的两种拟议形式是宇宙常数和标量场。宇宙常数以恒定的能量密度均匀的填充空间，标量场能量密度可能因时间和空间而动态变化。标量场的贡献通常也包括在宇宙常数中。公示化表达的宇宙常数相当于真空能量。仅具有少量空间不均匀性的标量场将很难与宇宙学常数区分开。
什么是“暗物质”和“暗能量”？
能量的本质：
能量不是物质，能量是不同于物质的第二个客观存在。能量是空间体积随时间不断膨胀，波长逐渐被拉长，能量密度不断降低的运动。能量在没有外来物质影响下，它的运动方向是时间之矢。能量的运动每时每刻，它的能量密度都在降低；能量空间的体积每时每刻都在增大，即单位体积的能量密度随时间降低。
能量分基态能量和显态能量，基态能量靠万有引力，核力和弱作用力显示，显态能量靠温度显示。基态能量空间被物质吸收能量后产生能量空间收缩，能量空间的收缩力就是引力。
能量是由能量子组成的，每个能量子是随时间不断膨胀的。能量的运动是靠能量子的膨胀传递的，后面的能量子膨胀推动前面的能量子前进。能量子就像一个被压缩的弹簧，能量运动就像崩爆米花。
能量是阴阳互动的，物质运动产生阳能量，阳能量运动转化为阴能量。
物质释放的能量（核反应，热辐射）和物质能量（动能，势能）是完全两种不同形式的能量，前者是空间存在的，后者是物质的运动形式。
能量产生温度，能量密度高温度就高，能量密度低温度就低。温度不是由分子的热运动产生的，它是能量密度的表现。
到目前为止，物理学家和天文学家根据观测事实和理论推测，构建出各种各样的宇宙模型，其中最成功的是大爆炸宇宙模型，宇宙在加速膨胀也是公认的事实。而暗物质是基于现有引力理论的一种假想物质，暗能量是基于现有宇宙模型的一种假想能量。
暗物质和暗能量的存在能够解释一系列令人困扰的天文观测现象，也能在现有理论模型下能够很好地解释宇宙的演化和存在，可是还没有实验能够直接探测到暗物质和暗能量并为它们的存在进行决定性地描述。但是，很多新的观测现象都指向同一个事实：暗物质和暗能量是真实存在的。
一直以来，物理学对于物质本质的描述，朝着两个极限不断前进。一个是微观极限，现在已经深入到原子核内部；另外一个是宏观极限，现在已经扩展到整个宇宙。从微观上讲，标准模型能够解释到目前为止发现的大部分粒子，标准模型也是基于地球上的物质、对撞机产生的粒子以及宇宙射线而构建的；但是当人类将探索的触角伸向浩瀚无垠的宇宙的时候，发现了一些令人费解的现象。
20世纪30年代到70年代间，不少科学家在观测不同星系时发现引力质量比星系的光度质量大的多。自此，科学家指出宇宙间存在大量看不见的物质——如果只有可见物质参与引力相互作用，那么从星系中心到旋臂，随着半径的增大，旋转的速度会越来越低。根据天体物理的理论，这样会导致星系的不稳定。我们通过中学物理学过的引力圆周运动公式，也可以简单地得到这一结论。
但实际观测表明，稳定星系旋臂的转动速度随着半径增大，呈现出一个恒定速度，这样才会使星系保持稳定。而这个现象也说明，星系的大部分质量并不是集中在星系中心，而是有许多看不见的“暗物质”分布在整个星系，可见物质只是星系质量的一小部分。
我们知道，物理学发展至今，虽然理论物理已经可以完全独立发展，但理论正确与否，最终要经过可靠实验的检验，理论和实验相辅相成。暗物质的提出，虽然只是来源于科学家们的头脑风暴和数学计算，但是对于人类认识宇宙有着重要意义。至于理论最终会得到证实还是被推翻，还是要靠具体的实验探测来说话。
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