宇宙中最怪异的东西

亲爱的同学们，试想下宇宙中是什么东西让天文学家们看不到却又认定它们的确存在，并且拥有足够大的力量影响天上的群星呢？科学家的回答是——暗物质。他们相信，宇宙中的大部分物質都是暗物质，但是利用当前的技术，既无法看到也无法探测到暗物质。暗物质的候选者，从极轻的中微子到看不到的黑洞，成员颇多。但仍有科学家质疑暗物质的存在，认为这种神秘现象有可能通过对引力的更好理解来解决。

在暗物质这个概念出现之前，科学家们在描述宇宙时，面临了难以回避的尴尬。他们发现，宇宙中普通物质的引力并不足以让宇宙发展成现在这个样子，它应该还处在相对生涩的阶段，很有可能是还没有成熟的星系。

暗能量更是奇怪。以人类已知的核反应为例，反应前后的物质有少量的质量差，这个差异转化成了巨大的能量；而暗能量却可以使物质的质量全部消失。完全转化为能量。宇宙中的暗能量是已知物质能量的14倍以上。

大约65年前，人类第一次发现了暗物质存在的证据。当时，弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知，但是到了20世纪80年代，占宇宙密度大约20%的暗物质已被广为接受了。2006年，美国天文学家利用钱德拉×射线望远镜对星系团1E 0657-56进行观测，无意间观测到星系碰撞的过程。星系团碰撞威力之猛，使得暗物质与正常物质分开，因此发现了暗物质存在的直接证据。

2009年12月21日，科学家在美国明尼苏达州北部一个深750米的废弃铁矿中发现了暗物质，这是迄今为止最有力的有关暗物质的证据。暗物质被认为占宇宙质量的90%。

茫茫宇宙中，恒星间相互作用，做着各种各样的、规则的轨道运动，而有些运动我们却找不到其作用对应的物质。因此，人们设想，在宇宙中也许存着我们看不见的物质。

现已知道，宇宙的大结构呈泡沫状。星系聚集成星系长城。即“泡沫”的“连接纤维”，而纤维之间是巨大的宇宙空洞，即“大泡泡”，直径达1亿～3亿光年。如果没有一种看不见的暗物质的附加引力“帮忙”，这么大的空洞是不能维持的，就像屋顶和桥梁的跨度过大不能支持一样。

我们的宇宙尽管在膨胀，但高速运动中的各个星系并不散开。如果仅有可见物质，它们的引力是不足以把各星系维持在一起的。

我们知道，太阳系质量的99.86%集中在太阳系的中心即太阳上，所以离太阳近的行星受到太阳的引力，比离太阳远的行星大。因此，离太阳近的行星绕太阳运行的速度比离太阳远的行星快，以便产生更大的离心加速度来平衡较大的太阳引力。但在星系中心，虽然也集中了更多的恒星，还有黑洞，可是，离星系中心近的恒星的运动速度，并不比离得远的恒星的运动速度快。这说明星系的质量并不集中在星系中心，在星系的外围区域一定有大量暗物质存在。天体的亮度反映天体的质量，所以天文学家常常用星系的亮度来推算星系的质量，也可通过引力来推算星系的质量。可是，从引力推算出的银河系的质量，是从亮度推算的银河系质量的10倍以上，在外围区域甚至达50OO倍。因而，在那里必然有大量暗物质存在。