宇宙中最怪異的東西

親愛的同學們，試想下宇宙中是什么東西讓天文學家們看不到卻又認定它們的確存在，并且擁有足夠大的力量影響天上的群星呢？科學家的回答是——暗物質。他們相信，宇宙中的大部分物質都是暗物質，但是利用當前的技術，既無法看到也無法探測到暗物質。暗物質的候選者，從極輕的中微子到看不到的黑洞，成員頗多。但仍有科學家質疑暗物質的存在，認為這種神秘現象有可能通過對引力的更好理解來解決。

在暗物質這個概念出現之前，科學家們在描述宇宙時，面臨了難以回避的尷尬。他們發現，宇宙中普通物質的引力并不足以讓宇宙發展成現在這個樣子，它應該還處在相對生澀的階段，很有可能是還沒有成熟的星系。

暗能量更是奇怪。以人類已知的核反應為例，反應前后的物質有少量的質量差，這個差異轉化成了巨大的能量；而暗能量卻可以使物質的質量全部消失。完全轉化為能量。宇宙中的暗能量是已知物質能量的14倍以上。

大約65年前，人類第一次發現了暗物質存在的證據。當時，弗里茲·扎維奇發現，大型星系團中的星系具有極高的運動速度，除非星系團的質量是根據其中恒星數量計算所得到值的100倍以上，否則星系團根本無法束縛住這些星系。之后幾十年的觀測分析證實了這一點。盡管對暗物質的性質仍然一無所知，但是到了20世紀80年代，占宇宙密度大約20%的暗物質已被廣為接受了。2006年，美國天文學家利用錢德拉×射線望遠鏡對星系團1E 0657-56進行觀測，無意間觀測到星系碰撞的過程。星系團碰撞威力之猛，使得暗物質與正常物質分開，因此發現了暗物質存在的直接證據。

2009年12月21日，科學家在美國明尼蘇達州北部一個深750米的廢棄鐵礦中發現了暗物質，這是迄今為止最有力的有關暗物質的證據。暗物質被認為占宇宙質量的90%。

茫茫宇宙中，恒星間相互作用，做著各種各樣的、規則的軌道運動，而有些運動我們卻找不到其作用對應的物質。因此，人們設想，在宇宙中也許存著我們看不見的物質。

現已知道，宇宙的大結構呈泡沫狀。星系聚集成星系長城。即“泡沫”的“連接纖維”，而纖維之間是巨大的宇宙空洞，即“大泡泡”，直徑達1億～3億光年。如果沒有一種看不見的暗物質的附加引力“幫忙”，這么大的空洞是不能維持的，就像屋頂和橋梁的跨度過大不能支持一樣。

我們的宇宙盡管在膨脹，但高速運動中的各個星系并不散開。如果僅有可見物質，它們的引力是不足以把各星系維持在一起的。

我們知道，太陽系質量的99.86%集中在太陽系的中心即太陽上，所以離太陽近的行星受到太陽的引力，比離太陽遠的行星大。因此，離太陽近的行星繞太陽運行的速度比離太陽遠的行星快，以便產生更大的離心加速度來平衡較大的太陽引力。但在星系中心，雖然也集中了更多的恒星，還有黑洞，可是，離星系中心近的恒星的運動速度，并不比離得遠的恒星的運動速度快。這說明星系的質量并不集中在星系中心，在星系的外圍區域一定有大量暗物質存在。天體的亮度反映天體的質量，所以天文學家常常用星系的亮度來推算星系的質量，也可通過引力來推算星系的質量。可是，從引力推算出的銀河系的質量，是從亮度推算的銀河系質量的10倍以上，在外圍區域甚至達50OO倍。因而，在那里必然有大量暗物質存在。