在90年代，宇宙事實(shí)上在擴(kuò)張被確立起來(lái)。同時(shí)，其擴(kuò)張的速度也被認(rèn)為會(huì)隨著時(shí)間流逝變慢，因?yàn)橛钪鎸?shí)際上又億萬(wàn)天體組成，而引力將會(huì)把所有物質(zhì)拉到一塊兒，這樣就會(huì)是擴(kuò)張速度變慢。然而事實(shí)上，這并沒(méi)有發(fā)生。與天文學(xué)家所相信的相反，哈勃望遠(yuǎn)鏡在1998年所記錄的對(duì)那些遙遠(yuǎn)的超新星的觀察揭示，這種擴(kuò)張的速率其實(shí)是在上升！

圖解：蟹狀星云是與1054超新星相關(guān)聯(lián)的一個(gè)脈沖星風(fēng)星云

       當(dāng)科學(xué)家無(wú)法發(fā)現(xiàn)任何東西來(lái)為這種預(yù)計(jì)的擴(kuò)張模式戲劇性變化負(fù)責(zé)時(shí)，一種被稱(chēng)為“暗物質(zhì)的”神秘存在就出現(xiàn)在了天文書(shū)里。

暗物質(zhì)

圖解:此圖展示了至少四個(gè)星系團(tuán)間的一次復(fù)雜碰撞。天文學(xué)家將之稱(chēng)為“潘多拉星系團(tuán)”，因?yàn)樗�有不同的結(jié)構(gòu)都能在其中找到。那些從未被看到過(guò)的奇怪效應(yīng)顯然因?yàn)檫@種撞擊被產(chǎn)生出來(lái)了。

       關(guān)于暗物質(zhì)最值得注意的事是我們不知道它究竟是什么！這非常令人驚訝，因?yàn)榭捎^察宇宙中的至少27%都被認(rèn)為是由暗物質(zhì)組成的！非常多的想法和假設(shè)被提出來(lái)解釋暗物質(zhì)的存在，現(xiàn)在就讓我們來(lái)看看其中的幾個(gè)……

       當(dāng)處理“常規(guī)的”東西時(shí)，我們通過(guò)觀察、計(jì)算和分析與其有關(guān)的參數(shù)確定它的基本性質(zhì)。然而，有關(guān)暗物質(zhì)時(shí)，這種常規(guī)方法就行不通了，不像常規(guī)物質(zhì)，處理暗物質(zhì)時(shí)我們甚至不知道自己有沒(méi)有看到暗物質(zhì)。因此，研究者首先通過(guò)排除暗物質(zhì)所不是的東西來(lái)確定它到底是什么。

暗物質(zhì)不發(fā)冷光，它就是“暗的”

       這在一開(kāi)始看上去可能很容易。然而，當(dāng)天文學(xué)家被那些好像突然出現(xiàn)在所有地方，并造成了天文計(jì)算中的謬誤的“奇怪東西”弄糊涂時(shí)，這些異常情況背后可能有“暗”物質(zhì)雖然可能出乎人的衣料，但也能讓人長(zhǎng)舒一口氣。

       換句話(huà)說(shuō)，以前科學(xué)家知道某種無(wú)法解釋的東西在造成反�，F(xiàn)象，所以他們把它叫做“暗物質(zhì)”，但他們不知道暗物質(zhì)究竟是不是暗的。我們現(xiàn)在知道了暗物質(zhì)一定是暗的，是因?yàn)樵谟钪嬷锌梢?jiàn)物質(zhì)的總量，亦即我們能夠看見(jiàn)的物質(zhì)，實(shí)在太小而只有所有物質(zhì)的27%。

暗物質(zhì)不是反物質(zhì)

       暗物質(zhì)經(jīng)常被和反物質(zhì)混在一起，但是天文學(xué)家知道暗物質(zhì)不是反物質(zhì)，因?yàn)榉次镔|(zhì)和物質(zhì)有接觸，它們消滅自己釋放出大量的伽馬射線。因?yàn)槲覀儧](méi)有在如此大量的暗物質(zhì)中檢測(cè)到任何獨(dú)特的伽馬射線，它是反物質(zhì)的可能性就可以被排除了。

       不是反物質(zhì)因子

       它不由可見(jiàn)物質(zhì)的黑暗塵埃云形成

       由于暗物質(zhì)不容易被看到，有人可能認(rèn)為暗物質(zhì)就是被正常物質(zhì)的黑暗塵埃云組成的（所以也就是“不可見(jiàn)的”），由被稱(chēng)為重子的例子構(gòu)成（重子是原子內(nèi)的粒子，由強(qiáng)核力中互相作用的三夸克組成）。然而，這不是真的，因?yàn)槿绻�情況是這樣，我們就能用同樣的方法可以探測(cè)到黑洞，我們也能夠探測(cè)到重子云因?yàn)樗�在穿過(guò)它們使應(yīng)當(dāng)能吸收輻射。

暗物質(zhì)不是星系大小的黑洞

       天文學(xué)家非�？隙ò滴镔|(zhì)也不是星系大小的黑洞，這一點(diǎn)來(lái)源于我們可以觀察道德引力透鏡的數(shù)量。以下是一個(gè)引力透鏡的可見(jiàn)例子：

圖解：黑洞引力透鏡-由于引力透鏡，黑洞使背景中的星系圖像扭曲了（圖片版權(quán)：維基百科）

       由于光線通過(guò)高濃度的物質(zhì)時(shí)會(huì)彎曲（引力透鏡），考慮到暗物質(zhì)占了可觀察的宇宙的27%，我們可以比現(xiàn)在更頻繁地觀測(cè)到引力透鏡。

暗物質(zhì)可能由什么構(gòu)成？

       關(guān)于暗物質(zhì)的構(gòu)成有許多假設(shè)，在解釋與暗物質(zhì)有關(guān)的天文觀測(cè)時(shí)，每一種都有優(yōu)缺點(diǎn)。

       一種觀點(diǎn)支持暗物質(zhì)可能其實(shí)是由重子物質(zhì)構(gòu)成的，但是這種必須在小的褐矮星（太大而不能是行星但作為恒星又太小的天體），或者小而密度大的重元素塊中成串。換言之，暗物質(zhì)可能是某種叫做MACHOs（大量緊密的光環(huán)天體Massive Compact Halo Objects）的東西組成的，類(lèi)似于中子星，褐矮星或者黑洞。

圖解：褐矮星-規(guī)模龐大的褐矮星（圖源：維基百科）

       另一種看法（也是最流行的）反對(duì)前述的觀點(diǎn)，而提出暗物質(zhì)根本不是由重子物質(zhì)組成的；相反，它可能由更奇異的粒子組成，比如軸子和WIMPs（Weakly Interacting Massive Particles，弱反應(yīng)的大量粒子，比如超光子和大量的中微子）。

       正如我們提到的，有許多假設(shè)試圖解釋我們知道存在著的這種神秘的物質(zhì)，但是缺乏關(guān)于其構(gòu)成的細(xì)節(jié)。如果能對(duì)這27%的未知事物作出解釋?zhuān)�天文學(xué)家一定會(huì)對(duì)他們關(guān)于宇宙的知識(shí)和理解更加確信，但研究還在繼續(xù)。如果有一件我們確定的事，那就是宇宙永遠(yuǎn)會(huì)有更多秘密等我們?nèi)ソ议_(kāi)！

參考資料

1.Wikipedia百科全書(shū)

2.天文學(xué)名詞

3. sciabc-挖礦的呆鵝

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