《万物起源》|宇宙是由什么构成的?

宇宙不只包含我们眼睛看得到的东西,而是比这多得多。

事实上,就宇宙的绝大部分而言,人是种怪异的存在,微不足道。

构成你以及你所关心的一切事物的普通材料只占宇宙不到10%的内容;宇宙的其余部分则是由被称为暗物质和暗能量的神秘物质构成的,这是我们这个时代最伟大的宇宙奥秘之一。

至于它们到底是什么,谁也说不准。

宇宙学家们现在认为,暗物质是宇宙的一种重要成分,构成了大约27%的宇宙。如果没有暗物质提供的额外引力,星系就不会足够快地形成,进而形成我们今天观测到的星系团和超星系团。

暗物质主要集中在星系周围的球形晕轮中。事实上,像我们银河系这样的螺旋星系,大部分质量并不包含在恒星和行星中,而是包含在它们周围看不见的物质中。

但令人沮丧的是,我们仍然不知道暗物质是什么。

而且天文观测越详细,物体就变得越暗。

有的时候,暗物质似乎太多,比如绕银河系运行的矮星系。它们旋转得如此之快,必定充满了暗物质。但这与我们的星系形成理论告诉我们的正相反,后者说,星系中暗物质的量应当与星系的大小大致成正比。

在其他时候,我们看到的暗物质又太少。整个宇宙中小星系的数量大约是我们星系形成理论预测结果的十分之一到百分之一。还有一些星系似乎不包含任何暗物质,尽管环绕它们的星团似乎承受着额外的引力。

如果说我们对约占宇宙27%的东西近乎一无所知听起来不能令人满意,那么,听到我们对另外70%的东西绝对一无所知又该作何反应?

这正是宇宙学家们在1998年面对的艰难处境,那一年,一种古怪的反引力被发现,人们现在叫它“暗能量”。

这个发现始于一个测量宇宙膨胀率的常规实验,随着引力逐步对大爆炸产生遏制,宇宙的膨胀预计将会放缓。天文学家们正在寻找超新星,即正在爆发的恒星,它们发出的光将会确证这些细节。

事实证明,那些遥远的超新星距离我们比天文学家们根据宇宙膨胀放缓这个假设所预期的要远得多。

天文学家们被一个不可避免的结论惊呆了:宇宙的膨胀没有放缓,而是在加速。但为什么会这样?

大多数物理学家都认为,解决方案在于设想一种难以捉摸的力——暗能量。它潜伏在空间的空虚地带,约占宇宙中物质和能量的70%,导致宇宙以不断增长的速度膨胀。

这种暗能量究竟是什么?呃……我们不知道,但并不缺乏想法:

它可能是空间自身的结构所固有的一种能量,也可能是一种被称为“第五元素”的以变化的速度扩张的奇异的场,还可能是一种不同形式的引力,在某些情况下排斥他者而不是吸引,甚至可能是一种幻觉。

来源:英国《新科学家》杂志,《万物起源》第1章

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