什么是暗物质？什么是暗能量？宇宙是什么组成的？

5674152

我们把所有的星星、星系、银河、原子、分子、树、岩石等等加起来也不过占这个世界的5%，另外95%中，有68%是暗能量、27%是暗物质，我们帮这些取了很酷的名字，但取得很酷我们仍然不知道这些是什么。

暗物质是什么？

在目前已知的宇宙中，有将近27%的物质和能量被称为“暗物质”的东西所组成，比我们熟知的星星、银河等物质超过了5倍以上，

我们如何知道暗物质的存在？

1.旋转星系

星系在旋转，所以星系里的星星倾向于往星系外围飞出去。唯一能把星系聚在一起的，就是里头质量的重力，重力可以把物质聚在一起。星系如果旋转得越快那所需要把星星聚在一起的质量就要越大，反过来说如果你知道星系的质量你就会知道它旋转速度有多快。

首先天文学家先计算星星的数量，来猜测星系的质量，再用这个质量来计算出星系的旋转速度，但奇怪的是计算出的速度跟观测出来的速度不一样，计算出的质量必须加上很多才能等于是观测出来的速度。

但天文学者并未观测到这些质量，那究竟是谁拉住了本应从星系飞出来的星星呢？

如果假设每个星系中有为数众多看不见的“黑暗”东西，这个矛盾就可以解决了，而随着岁月的流逝，开始越来越多人开始可以接受这看不见、神秘的暗物质存在。

2.重力透镜效应

科学家相信暗物质真实存在的另外一个重要线索是观察到暗物质可以扭曲光线，这成为“重力透镜效应”科学家在观测星空时发生了奇怪的事，星系光线经过这个无形有沉重的东西时，会通过巨大透镜一样发生弯曲，因此会像来自不同的方向。

3.星系碰撞

透过观察到太空中巨大星系的碰撞，我们发现了暗物质存在最有说服力的单一证据，两个星系团猛烈撞击，从星系团喷出的气体和星尘相碰撞，产生壮观的大爆炸，天文学家观测到在碰撞点附近有两团巨大的暗物质。

当然暗物质是看不到的。要透过测量星系团背后星系发出的光经过星团造成的变形来间接观测，天文学家观测到，这两团暗物质就像没事一样，沿着前进的路线继续移动，天文学家拼凑出来的结论是：有两个星系团，每个星系团都有正常的物质和暗物质，两星团相互碰撞时，大多数正常物质会按照预期方式碰撞在一起，但，暗物质碰到其他暗物质时，什么都没发生，暗物质团互相穿透过对方然后持续前进，几乎就像看不到彼此一样。

所以我们到目前为止对暗物质的了解有多少?

它有质量，我们看不见它，正常物质无法触摸到它，其他暗物质视乎也不能触摸到它，

我们对暗物质所知的是，它没有隐藏在遥远的地方，暗物质往往会聚集成一大块和星系聚在一起漂浮在太空中，这表示此时此刻，暗物质可能正在围绕着我们。

研究暗物质是非常难的课题，因为我们没有办法与它有太多的互动，我们看不到它，但我们知道它有质量。

首先让我们来了解正常物质如何交互作用？

物质间的交互作用有四种主要方式：

重力，如果两个物质都有质量，他们之间会有相互吸引力。电磁力，两个带电粒子可以互相感觉到作用力，同性相斥，异性相吸。弱核力，这种作用力与电磁力很像，但是要弱很多。强核力，就是把质子和中子束缚在原子核内部的作用力。

暗物质为何如此黑暗？

就四种基本的作用力来说，唯一确定的是，暗物质因为有质量，所以是可以感受到重力的，我们认为暗物质没有任何的电磁力交互作用力，不反射光也不发射光，所以很难直接看到它。

暗物质似乎也没有弱交互作用力和强交互作用力，所以除非有任何新的未发现的交互作用力否者暗物质似乎不能使用任何正常的机制与我们的望远镜或是探测器进行交互作用，这使得我们很难研究暗物质。

为什么暗物质很重要

对于宇宙的认识，我们跟住在洞穴的原始人水准差不多，对于宇宙的了解仍是混沌不明。而暗物质是我们了解宇宙的重要线索，但是暗物质还不在现有描述的宇宙数学与物理的模型中，我们虽知有大量的东西默默的拉住我们，但是不知道它是什么。

暗能量是什么？

剩下的68%宇宙是物理学家所说的“暗能量”它又比暗物质更神秘，占宇宙最大块，我们无法检测它、测量它、触碰它。对这部分我们几乎一无所知，但我们却可以清楚看到它的影响。

1929年爱德温·哈勃研究遥远星系发出光的波长，发现光经过宇宙的红移现象

较暗淡遥远的星系会发出较大的红移距离近的星系红移幅度则小一些。出现红移现象是宇宙正在扩张，红移的出现是因为光的波长随宇宙膨胀被拉伸，而可以与之抗衡的是重力。

红移现象是宇宙正在扩张

重力可以使宇宙膨胀减缓，甚至缩回成为一个点，星系是透过重力紧密集群的一个东西，因此身处在星系中的我们不会感受到宇宙在膨胀。但我们仍可以在很多地方看到膨胀的影响，我们已经说明了暗能量是如何发现的，以及它的数量有多少，但它是什么，简单扼要地说，我们不知道。

暗能量可能是某种空白空间固有的能量。暗能量比任何东西都要强大。空白空间的能量比其他宇宙中所有的东西总和还要多。目前对它的猜测是，暗能量来着于空的空间能量，也就是说空白的空间能量。空白不是虚无，它拥有自己的能量。另一种猜测是空白空间充斥着一种暂时且虚无缥缈的粒子。它会不断从一无所有形成，然后再消失回到一无所有。

还有一种猜测是暗能量是一种未知的动态能量流体或是立场，渗透在整个宇宙。如果宇宙因为暗能量扩张的越来越快，那表示每样东西都比昨天用更快的速度远离我们。你自然会得到一个结论：数十亿年后夜空将只会看到即可可见的亮星，而且在更久的未来，夜空将可能深陷于几乎完全的黑暗之中。人类仅仅发现了那几%的已知事物， 对于那未知宇宙到底有多少奥秘等待被揭开，这不会是个结束，这只是个开始。我们也将会在那未知的领域发现对人类有意义的或是令人兴奋的惊喜。

本文选自：今日头条