称称宇宙有多重

益　翼

克罗韦的困惑

“真笨，你将所有星体的质量加在一块儿，不就知道了吗?”克罗韦教授正在训斥他的助手，因为助手没能完成他给的任务——称称宇宙有多重。

“老师，所有能探测到的星体的质量，我都算上了，可是和实际数字差距太大了!”

“我看看”——克罗韦教授仔细地检查了助手的操作和演算，确实一点错误都没有，但是算出的宇宙质量只占实际质量的4％!教授的脑海里出现了一个可怕的念头：难道还有一类迷失的物质?我们没有将它算在内?如果能找出这种物质，宇宙物质结构家族里就会有新成员了!这个兴奋的念头让克罗韦教授陷入了沉思……

迷失的物质

为了找到那种迷失的物质，克罗韦教授守在各种天文望远镜前，痴痴地望着天空已经一个多月了。终于，有一天，他利用钱德拉×射线望远镜观测到了惊人的一幕：在两个星系团发生碰撞的时候，星系团中的一部分物质，好像被某种不明物体拖拽着，与原星系团分离，形成了好像子弹的弹道一样的星系团。

由于那种不明物体不发光，也没有电磁辐射，只能通过研究它的重力来确定它的存在，所以这种物质被称作暗物质——终于，这种迷失的物质算是水落石出了。

进一步的研究表明，暗物质确实是一种存在的未知粒子。在广袤的宇宙中，它们以笼罩住星系和星系团的方式分布。暗物质的发现，为人们认识宇宙中大尺度结构的形成和微波背景辐射，起到了巨大的作用。

但暗物质到底是由什么样的微粒组成的呢?研究发现，这样的微粒几乎不能进入普通物质，也不能产生可以探测到的信号，但是它却有自身的质量!

发现了暗物质，克罗韦教授很兴奋：连忙按照暗物质的分布，用他那杆特别的“秤”称出了暗物质的质量。然而让他惊讶不已的是：即使加上暗物质的质量，和宇宙实际的质量值还相差甚远——还有74％左右的质量不晓得又跑到哪里去了!

原来还有“更暗”的东西

这次，教授将目光投向了正在加速膨胀的宇宙。是什么力量使宇宙在加速膨胀呢?按理说，因为物质间都有引力作用，星体和星体应是互相靠近才对啊，宇宙为什么还在膨胀呢?

通过艰苦卓绝的研究，克罗韦教授终于发现，原来宇宙中充满了一种神秘的能量——暗能量!这才是真正的原因所在!

我们知道，物体对构成自身的物质都有引力作用：比如星云对它里面包含的行星就有引力；地球本身，对地面的泥土、天空的大气，以及站在上面的人都有吸引力，这种力作用在物体上，能表现出向一起收缩的压强。然而暗能量却刚好相反，它似乎具有负压强，也就是说：它好像自身具有将自己从内往外推压的斥力。这种负压强在长距离上(比如天体之间的遥远距离)表现为反引力。暗能量的发现，能成功地解释宇宙加速膨胀的问题，而且刚好填补了克罗韦教授“宇宙质量”问题中“失落”掉的质量。

但是由于暗能量比暗物质具有更让我们难以捉摸的性质，我们对暗能量知之更少，因此，暗能量被一些科学家称为“最高深莫测”的谜题!宇宙学家迈克尔·特纳打趣地说：“到目前为止，我们在暗能量方面取得的最了不起的成就，就是为它起了个名字!”

“称”出宇宙的未来

构成宇宙总质量的物质终于清晰明了了，它们是：仅4％的普通物质、22％的暗物质和74％的暗能量。

称了半天，称出宇宙的质量到底有什么用呢?

我们知道，宇宙的膨胀和收缩都是需要力的支持的，要么引力、要么膨胀力。而这些力都源于构成宇宙的物质。

宇宙空间中，如果包含的质量足够大，那么这么多质量放在那样的空间中，就会表现出引力，使这个空间收缩；反之，如果质量小，引力作用阻止不了膨胀，这个空间就要增大了。如果空间里的物质，刚好能维持这个空间不膨胀也不收缩，这个空间的平均质量密度就是一个“刚刚好”的值。

也就是说，若我们称出宇宙的质量小于这个“刚刚好”的值，我们的宇宙就会像现在这样，缓慢地加速膨胀下去；反之，如果大于这个值，那么宇宙就有可能在某一天由膨胀变为收缩，就像宇宙大爆炸的图景倒过来再发生一样。如此说来，宇宙的未来不就能被我们称出来吗?