宇宙未解之谜之“暗物质”、“暗能量”存在吗？

buffona

按照现有的科学理论，宇宙的构成可以分为三个部分：空间、物质和能量，爱因斯坦的引力理论——广义相对论，把这三者紧密联系在了一起。引力是卫星、行星、恒星运动的主要原因，一个物体施加给其它物体的引力大小，只取决于它们的质量和距离，因而只要观察物体在空间的运动，就可以计算出引发这一运动的质量大小。

比如在太阳系中，太阳质量所产生的引力，拖拽着各大行星绕着它转动。离太阳越近的行星受到的引力越大，保持轨道所需要的运动速度就越快。根据引力方程，只要知道了行星围绕太阳旋转的速度，以及它们之间的距离，就可以计算出太阳的质量；或者也可以根据后两者的数据，反过来计算行星的轨道。

广义相对论在计算太阳系各星体的质量和它们的轨道方面取得了成功。从理论上说，广义相对论的运用应该不仅仅适用于太阳系，同样可以扩大到星系层面，能用来解释星系质量与星系内恒星的运动速度之间的关系。因为一个星系中的大部分恒星都处在星系盘上，在不断地围绕着星系中心运动，这和行星在围绕着太阳转动没有什么两样。

然而问题出现了。在所有的观测中都发现了同样的情况，那就是星系的质量与星系内恒星的运动速度不匹配，根据引力方程计算的结果，星系必须拥有比现在大得多的质量，才有可能将这些恒星保持在它们现有的轨道上。这些质量到哪里去了呢？科学家们猜测，星系中应该存在着一类我们看不见的物质，那就是“暗物质”。

这些暗物质自身不发射电磁辐射，也不与电磁波产生相互作用，这样我们就无法感知到它，只能通过引力产生的效应猜测它可能存在。

“暗能量”的发现照样跟引力有关。人们想，从引力的角度来看，既然宇宙中的每一个部分都被其它部分吸引着，那么它应该能够遏制宇宙的扩张。然而我们观测到的事实却是，宇宙正在加速膨胀。这一事实暗示着，必定存在一种东西，在推动着宇宙的膨胀，它是不同于已知的物质、能量和暗物质的东西，人们把它称为“暗能量”。

对于暗物质是否真的存在，人们其实没有绝对的把握。因为还存在另外一种可能，那就是也许爱因斯坦的广义相对论，仅仅只是在太阳系内适用，一旦扩展到星系、星团甚至整个宇宙的层面，那就完全失效了。这种情况完全有可能出现，万有引力定律只是相对论这个更普适理论的一个特殊情况，说不定相对论本身也是如此，只是一个更大理论的组成部分？

同样地，对于暗能量是否真的存在，我们目前更是无法确认。

假如爱因斯坦的引力方程在整个宇宙中都适用，那么根据最近的测量，宇宙中仅有5%的物质和能量是常规物质，其余是23%的暗物质和72%的暗能量。也就是说，我们目前所能了解的只是宇宙5%的部分，对于其余绝大部分我们还一无所知。

暗物质与暗能量时刻都在提醒我们，我们对于世界的认知过分依赖于我们的感官和思维。假如有一种事物，既不为我们的感官所感知，又不与我们能感知到的事物之间产生相互作用，那么我们根本就不可能断定它是否存在。

暗物质、暗能量是否真的存在？世界上会不会有这样的事物，它虽然存在，我们却永远也无法感知？比如鬼魂、科技高度发达的外星人，还有上帝？

本文选自：今日头条