看不见的宇宙:为什么现实的大部分都缺失了
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抬头仰望夜空,感觉一切都圆满了。恒星、行星,甚至可能是在黑暗中延伸的银河系的微弱一瞥,它给人的印象是我们看到了一切可看的东西。但这种完整感只是一种幻觉。事实上,宇宙中几乎所有东西都是看不见的。
这个想法来自现代天文学中最迷人的谜团之一:暗物质。
科学家们在 20 世纪初首次开始怀疑一些奇怪的东西,当时他们观察到星系以不合理的方式运行。根据物理定律,星系外缘的恒星的轨道运行速度应该比靠近中心的恒星慢,因为大部分可见质量都集中在中心附近。但当天文学家实际测量这些速度时,他们发现了一些意想不到的事情。外层恒星移动得太快了,就好像有某种看不见的东西将银河系固定在一起。
那个“东西”被称为暗物质。
暗物质不发光、反射光或吸收光。它不会与使我们能够看到和测量普通物体的电磁力相互作用。然而它的引力是不可否认的。没有它,星系就会分裂。事实上,科学家现在认为宇宙中大约85%的物质是暗物质。我们能看到的一切——恒星、行星、气体、尘埃,甚至你——只占实际存在的一小部分。
那么暗物质是由什么组成的?
这就是事情变得更有趣的地方。尽管进行了数十年的研究,但没有人确切知道这一点。一些科学家认为它可能是由以前从未检测到的全新类型的粒子组成的。其他人则认为它可能涉及空间本身的未知特性。大型地下探测器、粒子加速器,甚至对遥远星系的观测都是探索它的一部分。
还有一个更大的谜团:暗能量。
如果暗物质将事物结合在一起,那么暗能量就会起到相反的作用。它将宇宙推开。 20 世纪 90 年代末,天文学家发现宇宙的膨胀并没有像预期的那样减慢,而是在加速。有某种东西正在使星系彼此远离得越来越快。那种东西叫做暗能量,它可能占整个宇宙的70%左右。
把所有这些放在一起,结论是惊人的。我们直接经历的宇宙——由原子和光组成的宇宙——仅占所有存在事物的大约 5%。其余的隐藏在我们几乎无法察觉和尚未理解的形式中。
这种认识改变了我们对现实的看法。它表明我们所感知的只是更深、更复杂的宇宙的一个薄薄的表面层。它还提出了深刻的问题。如果宇宙的大部分都是看不见的,我们还会错过什么?是否存在我们尚未想象到的力量或结构?
科学并没有给出所有答案,但这正是这个谜团如此引人注目的原因。每一项发现都让我们更加了解宇宙中看不见的大部分,同时也揭示了还有多少东西有待探索。
在某种程度上,暗物质和暗能量提醒我们一些简单但强大的东西:宇宙比乍一看要陌生得多,也大得多。
