這就是宇宙的組成部分
我們所熟知的物質:原子、恆星、星系、行星、樹、岩石,以及我們,但這些物質占整個宇宙不到5%。在整個宇宙中,大約25%是暗物質,70%是暗能量。
但是,暗物質與暗能量都無法被觀測到。這聽起來有點奇怪,這表示我們所接觸到的世界只佔了極其微小的部分。更糟糕的是,我們對暗物質與暗能量究竟是什麼、如何運作毫無頭緒。我們非常確定它們是存在的。至於,為什麼我們知道它們存在呢?
暗物質使星系穩定存在。
我們開始分析宇宙的結構時,發現能被觀測的"普通物質"並不足以令宇宙維持穩定存在。來自"普通物質"的重力不足以形成星系這樣的複雜結構,恆星間會更為鬆散,並四處散布,這將導致星系無法形成。因此,我們確信一定有某種東西在維繫星系的結構。某種東西,它不發射光,也不反射光,所以稱作「暗」。
除了能計算到暗物質的存在以外,我們還能看到它的微小跡象。高濃度暗物質的地方會使經過它的光線扭曲。因此我們確信有東西在那兒,並且會與重力作用。現在,對於暗物質是什麼有進一步認識,那麼它究竟是什麼?
我們知道暗物質並非一團無光源的普通物質,因為普通物質會放射出我們能觀測到的粒子。暗物質也不是反物質,因為反物質會與普通物質反應,並放出特殊的γ射線。暗物質也不是由黑洞所構成。黑洞是種緊密的物體,且會劇烈影響周圍環境,但是暗物質似乎是零星散布在整個宇宙。
基本上,我們目前對於暗物質只能確定三件事:一、有東西就在那裡。二、它會與重力作用。三、它們有很多很多。暗物質有可能是由某種複雜又特殊的粒子組成,這種粒子不會與光、普通物質反應,但目前我們真的不了解它到底是什麼。
暗能量又更奇怪與神祕:我們無法檢測它、無法測量它、無法觸碰它。但我們卻能非常清晰地看到它造成的影響:1929年,美國天文學家愛德溫·哈勃(Edwin P. Hubble)透過研究遙遠星系發出的光的波長,發現光經過宇宙後出現紅移現象。哈勃發現較黯淡、較遙遠的星系會出現較大的紅移。距離近些的星系則出現紅移的幅度則小些。哈勃肯定地認為會出現紅移現象是因為宇宙正在膨脹,紅移的出現,是因為光的波長隨宇宙膨脹而被拉伸。近幾年的研究報告顯示宇宙的膨脹正在加速。
在此之前,人們認為重力將使宇宙膨脹減緩,甚至坍縮回一個點。空間並沒有因為膨脹而改變它的性質。宇宙膨脹就只是讓空間變得更多!年輕的新空間一直在宇宙所有地方新生。
星系是一種通過引力緊密集群的東西。因此身處星系中的我們不會感受到宇宙膨脹,但我們仍能在任何地方看到膨脹的影響。無論何處,宇宙中隨時都有新的空間在形成。因此,暗能量似乎是某種空無空間里固有的能量。暗能量,比任何東西都要強大而且日益增強,空無空間中的能量比起宇宙其他所有東西的總和還要多。
我們對於暗能量可能是什麼有多種猜測。
一種猜測是暗能量並非某種事物,它只是空間的特性。空無空間並非"虛無",它擁有自己的能量。空無空間可以產生更多空間,而且相當活躍。因此當宇宙在膨脹時,空無空間使更多空間出現並填補缺口,造成宇宙加速膨脹。這個猜測接近愛因斯坦在1917年對宇宙常數概念的想法。
另一種猜測是空無空間充斥著一種暫時且虛無飄渺的粒子,它會不斷從一無所有形成,然後再消失回一無所有。這些粒子的能量可能就是暗能量。
或是另一種猜測:暗能量是種未知的動態能量流體或是力場,它滲入了整個宇宙。但不知何故,它有與普通物質、普通能量相反的效果。如果真是如此,我們並不知道怎麼、在哪探測到它。所以目前還有許多問題待解決。
我們關於暗物質、暗能量的理論仍處於理論階段。一方面而言,這挺令人泄氣的;另一方面,因為這是最前端的科學,因此使人興奮。
不過,這也意味著無論我們多麼認為自己是萬物之王,但其實只是活在宇宙中的脆弱小島並會使用智能手機的猿人而已。
因此,去仰望這片星空,追尋宇宙運轉的真理吧!
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