宇宙中的“背锅侠”——暗物质和暗能量

流氓插件

传统物理学认为宇宙空间中充斥着物质和能量。2016年，科学家通过引力透镜、宇宙大尺度结构、天文观测和膨胀宇宙论等对暗物质和暗能量在宇宙中所占比例做出计算表明：宇宙中可见物质占4.9%，暗物质占26.8%，暗能量占68.3%。

宇宙充满了恒星、星云、星系

这代表着假设你随手指着夜空中最亮的星星说“那恒星有五颗行星，十颗卫星”，你猜中的概率约为万分之一，即便是天文学家用最尖端科技，猜中这个数字的概率也只有百分之一。这是一件很尴尬的事情，科学的主基调就是越到前沿越不靠谱。

某物理学家提出的膜宇宙模型

大多数爱好者（包括我）为了彰显学识渊博，提到暗物质时都会顺带提一下暗能量。其实，把“暗能量”和“暗物质”放一起会显得很业余，两者虽然同属“暗”字辈，但本质上却大相径庭。

古人把解释不了的自然现象归结于神，科学家遇到解释不了的现象，就把这黑锅甩给“暗某某”。

宇宙中的星系图像

接下来，我们对暗能量做一个简单的介绍。

首先，我们承认宇宙是大爆炸产生的，那么，按理说宇宙爆炸之后，在引力的相互作用下，外围的星系受到中心地带大量星系的吸引，膨胀速度应该越来越慢。但目前我们观测到宇宙仍在加速膨胀，外围星系还在加速远离，那么，到底是什么力量推动着外围星系加速远离呢？

科学家们提出了暗能量的概念。

Energo细胞

当然，目前暗能量还只是一个概念，它很可能是有别于四大基本力之外的第五种基本力，但由于没有被科学家证实，所以一切都是猜测。暗能量充斥在宇宙的每一个角落，它是一种奇怪的斥力，不断把东西往外扯，把宇宙撑的越来越大，但暗能量的密度却没有降低。所以有人认为暗能量是真空本身具有的一种排斥力。

宇宙大爆炸的抽象背景

那么，什么叫做暗物质呢？

暗物质不同于暗能量，它有相关的科学理论支持。

天文学家仅根据一颗恒星亮度的变化规律，就能演算出各种参数，但在计算体重时，天文学家往往无从下手。我们知道，天体质量的计算有通过万有引力定律和牛顿运动定律估算、通过天体真半径和表面重力加速度推算、通过开普勒第三定律估算、通过天体的质量和光度之比的质光关系估算等几种方式。但科学家们利用各种方案进行计算时，却惊奇的发现使用不同方法测量的质量不一样。

质量对不上号，要么是引力计算公式有问题，要么就是有其他位置的物质对引力造成了影响。物理学经历了上百年的科学印证，公式应该不会错。

我们都知道光是电磁波，如果物质不和电磁波发生作用，意味着物质“看不见却有引力”，所以，那些黑暗的地方，还隐藏着一种“只有引力，没有电磁作用”的暗物质。

这张照片被认为是最重要的暗物质线索之一

哈勃太空望远镜曾拍摄到一张有趣的图片，按照引力透镜效应（光线被引力弯曲的程度），计算出蓝色区域的引力远远大于这些恒星的总和。

同样，按照牛顿定律，处在高速旋转星系外侧的小星系应该会被甩出去，但由于暗物质的存在，其引力维持了星系的架构。

我们惊奇的发现，如果暗物质存在，很多理论居然变得无比通畅！比如，星系团的形成、宇宙背景辐射等。于是大家把很多目前科学解释不通的问题，都说成是暗物质影响。

既然，理论如此畅通，关于暗物质的宇宙模型纷至沓来。

蓝色放光的暗物质或在空间中的虫洞

暗物质的空间区域

自茨威基二十世纪30年代发现并命名“暗物质”后的近90年时间里，世界上有能力的国家或组织投入巨大的人力、财力，用各种方式来寻找暗物质，以期望能在下一个物理学跳跃式发展的年代里成为学科的主导。

那么，他们都做了哪些努力呢？

后续我们将进一步的介绍，还请您支持与关注。


本文选自：今日头条