暗物质和暗能量(探秘暗物质和暗能量)

我们能看到的，从原子、树木、岩石、我们到行星、恒星、星系，占整个宇宙的不到5%。剩下的大头含有大约25%的暗物质和70%的暗能量，两者都是不可见的。这让宇宙更加扑朔迷离。我们所经历的，其实只是现实的一小部分。

到目前为止，没有人能说清楚暗物质和暗能量到底是什么，暗物质和暗能量的理论还停留在纸面上的计算公式中。我们不知道它们的物理性质，但是我们可以确定暗物质和暗能量确实存在，但是我们怎么知道这些呢？

暗物质

暗物质是让星系存在的物质。当我们计算宇宙的结构模型时，发现没有足够的可见物质，可见物质的引力不足以形成星系和复杂的结构。如果没有足够的引力，恒星更有可能散落各处，而不是形成星系，所以我们推断宇宙中还有别的东西空，不发光也不反光的东西。这些看不见的东西统称为暗物质。

除了能够计算暗物质的存在，我们还可以校准它的位置。暗物质高度集中的地方，通过这个区域的光会被引力弯曲。所以我们可以推断，在这个看似真实空的区域里，存在着我们看不到的东西，它产生的引力使光线发生了弯曲。

观测结果表明，暗物质不仅是一种没有光的物质云，还会发出我们可以探测到的粒子。暗物质不是反物质，因为反物质接触到正常物质会湮灭，产生独特的伽马射线。暗物质也不是黑洞的主要成分。黑洞将一个巨大的质量压缩到一个点，撕裂空结构，对周围环境产生强烈影响。

基本上我们对暗物质的了解只能确定这三个基本特征。第一，有看不见的东西；二是有质量，能产生引力；第三，宇宙中有大量的暗物质。暗物质很可能是由一种复杂的外来粒子组成的。它不与光和物质相互作用，我们只是还没有发现这种粒子。有趣的是，科学家们已经成功绘制出了宇宙南半球的暗物质地图。详情点击“暗物质图谱”获取更多知识。

暗能量

与暗物质相比，暗能量更加神秘。我们无法探测、测量或定位它。但是我们确实可以清楚地看到它的影响。1929年，美国天文学家埃德温·哈勃研究了遥远星系发出的光，其电磁波谱向红端移动。他还发现，更暗、更遥远的星系显示出更大的红移。然而，红移现象在离我们较近的星系中并不那么明显。

星系红移现象是宇宙膨胀造成的。随着宇宙的膨胀，星系离我们越来越远，发出的光波长拉长，产生红移。最近的探索结果表明，宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀。在此之前，科学家认为引力会减缓膨胀，甚至最终导致宇宙的坍缩。

在某种程度上空之间的膨胀不会改变其性质，但是空之间的体积会变大。宇宙不断扩大自己的疆域，到处创造新的空房间。星系是紧密结合在一起的物质。由于星系内部的引力，我们的星系感受不到这种膨胀效应，但在其他星系周围却随处可见。宇宙膨胀，以至于每秒钟形成更多空。

两个猜想

暗能量似乎是一种真正的空固有能量，比我们所知道的任何能量都要强大，而且随着时间的推移会越来越强。有一些关于暗能量的推测。

一种观点认为暗能量是空之间的固有性质。空房间不是空的，它有自己的能量，非常活跃，可以产生更多空房间。所以当宇宙膨胀时，可能会产生越来越多的空空间进行膨胀，这些新产生的空空间被加入到宇宙膨胀的过程中，导致宇宙加速膨胀。

这个想法和爱因斯坦在1917年提出的宇宙常数概念非常接近。宇宙常数和π、光速一样，是宇宙的固有属性。用来对抗重力，防止空之间因重力而坍塌。唯一的问题是，当我们试图计算这些能量的数量时，结果是如此错误和奇怪，这只会增加混乱。

另一种观点认为，真理空其实充满了暂时的、虚拟的粒子，它们自发地、持续地从虚无中形成，然后消失得无影无踪。这些粒子产生的能量可能是暗能量。也可以说，暗能量是一种未知的动态能量，流体或场，遍布宇宙。但不知何故，它一直在推动宇宙的膨胀。暗能量确实存在，但我们不知道如何去探测它。对于暗能量，还有很多谜题需要解开。