近日 《生命科學》雜誌列齣五大宇宙之謎 科學傢難解五大宇宙之謎 真空宇宙並不空虛(一) - 趣味新聞網

發表日期 2006-08-04T10:34:31+08:00

     近日，《生命科學》雜誌列齣五大宇宙之謎，這些問題至今還睏饒

著人類，科學傢們始終未能解開，神奇的宇宙之謎底是什麼？也許

你就是將來解開這寫謎底的人。


什麼是暗物質？

“我們知道它的存在已經28年瞭，但卻不知道它到底是什麼。”

──加裏福尼亞大學歐文分校的天文學傢維吉尼亞﹒崔伯這樣說道

。

100多年前，曾經有科學傢認為看似真空的宇宙空間並不空虛，而

是有一種被稱為“發光以太”的物質充斥著。這種神秘的東西從未

在地球上任何一個實驗室裏看到過，它被認為能夠用來解釋一個天

體的引力是如何對另一個産生作用的。

雖然到19世紀末，“發光以太”也像無數其它的科學誤解一樣退齣

瞭曆史舞台。但今天，另一種神秘的物質卻令天文學傢們著迷，而

它並沒有隨時間的推移而消失。事實上，它在宇宙哲學理論前沿的

地位已經保持瞭數十年。這就是暗物質。現在，它已經在天文學傢

們中作為組成宇宙的主要物質被廣為接受。

“我們知道它的存在已經28年瞭，但卻不知道它到底是什麼。”加

裏福尼亞大學歐文分校的天文學傢維吉尼亞﹒崔伯這樣說道。

科學傢們為何如此肯定存在某種他們從未見過的東西呢？答案來自

對星球及星雲運動方式的觀察以及他們在這方麵長達50多年的不斷

研究。如果星球和氣體雲隻是受到目前星雲中所能看見物質的引力

作用的話，那麼它們鏇轉的速度就顯得過快瞭。而星係群也有同樣

的情況：單個星係的運動無法通過目前天文學所能看到的物質的引

力來解釋。

為瞭對這些觀察結果做齣解釋，天文學傢推論認為星雲被一個由不

同於以往的不可見物質組成的巨大的暈圈所包裹著。

我們無法看到這種所謂的暗物質，因為它不是放射性能量。但它卻

有質量，這使得它能夠提供支撐星雲及星雲群所需的所有額外引力

。現在，即便是在宇宙哲學這個古怪的世界中它也是一個非常奇怪

的命題。

天文學傢並不能直接看到暗物質，但他們能通過觀察星雲群的引力

透鏡效果發現暗物質的作用。事實上，天文學傢認為宇宙中存在著

大量的暗物質，其數量與普通物質的比率可能為10比1，遠遠超過

普通物質數量。

如果暗物質能夠被看到的話，那麼大多數星雲，包括我們所在的銀

河係要比現在在望遠鏡中所看到的大10倍。所有大傢熟悉的這片宇

宙中的“居民”──恆星、星雲、行星以及塵埃氣體雲隻不過是組

成這裏的很小一部分。

暗物質的存在是如此普遍又被証實是非常難以琢磨的。一部分原因

是因為暗物質極少與普通的物質發生作用。

到目前為止，科學傢對暗物質的探求努力仍無法進行。現在，隻能

在理論中推測它們可能的樣子，而它們很可能與某種（或者幾種）

亞原子微粒非常相似。

其中最有可能是就是弱相互作用大質量粒子，或叫做微姆斯（WIMPs）

，以及在宇宙形成最初期的超高溫度中形成的成百上韆的亞原子微

粒中的任何幾種。其他可能的粒子還包括光微子、引力微子、軸子

以及磁單極子。還有物理學傢尋找瞭很久的著名的微中子，它也是

目前唯一已經探測到的有可能是組成暗物質很少一部分的微粒。

不過，一些暗物質也有可能是由幾種我們更為熟悉的天體構成的，

如褐矮星、流浪行星以及其他“普通”的東西。但是科學傢認為這

些也隻是其中的一小部分。

天文學傢還需要對宇宙進行更深入的觀察和研究來對這些可能的暗

物質組成部分進行篩選。也許再過2到4年，研究人員就能發現這些

微粒，或者也許研究人員會發現這些微粒不足以代錶大部分暗物質

，而將這些微粒排除開去，重新尋找其他可能性。對於所有種種的

不確定性，天文學傢並不介懷。尹培說：“在宇宙麵前，我顯得非

常卑微。當我開始觀察它時，我以近準備好接受驚訝瞭。”

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