來源：TOM科技 Cesilia 編譯

2006年6月12日

第一張關于暗物質的圖象
上是地球附近一顆紅矮星

計算機模擬的宇宙中暗物質可能的分布方式.
其中的色點代表星云

TOM科技訊 近日，《生命科學》雜志列出五大宇宙之謎，這些問題至今還困饒 著人類，科學家們始終未能解開，神奇的宇宙之謎底是什么？也許 你就是將來解開這寫謎底的人。 什么是暗物質？ “我們知道它的存在已經28年了，但卻不知道它到底是什么。” ──加里福尼亞大學歐文分校的天文學家維吉尼亞﹒崔伯這樣說道 。 100多年前，曾經有科學家認為看似真空的宇宙空間并不空虛，而 是有一種被稱為“發光以太”的物質充斥著。這種神秘的東西從未 在地球上任何一個實驗室里看到過，它被認為能夠用來解釋一個天 體的引力是如何對另一個產生作用的。 雖然到19世紀末，“發光以太”也像無數其它的科學誤解一樣退出 了歷史舞台。但今天，另一種神秘的物質卻令天文學家們著迷，而 它并沒有隨時間的推移而消失。事實上，它在宇宙哲學理論前沿的 地位已經保持了數十年。這就是暗物質。現在，它已經在天文學家 們中作為組成宇宙的主要物質被廣為接受。 “我們知道它的存在已經28年了，但卻不知道它到底是什么。”加 里福尼亞大學歐文分校的天文學家維吉尼亞﹒崔伯這樣說道。 科學家們為何如此肯定存在某種他們從未見過的東西呢？答案來自 對星球及星云運動方式的觀察以及他們在這方面長達50多年的不斷 研究。如果星球和氣體云只是受到目前星云中所能看見物質的引力 作用的話，那么它們旋轉的速度就顯得過快了。而星系群也有同樣 的情況：單個星系的運動無法通過目前天文學所能看到的物質的引 力來解釋。 為了對這些觀察結果做出解釋，天文學家推論認為星云被一個由不 同于以往的不可見物質組成的巨大的暈圈所包裹著。 我們無法看到這種所謂的暗物質，因為它不是放射性能量。但它卻 有質量，這使得它能夠提供支撐星云及星云群所需的所有額外引力 。現在，即便是在宇宙哲學這個古怪的世界中它也是一個非常奇怪 的命題。 天文學家并不能直接看到暗物質，但他們能通過觀察星云群的引力 透鏡效果發現暗物質的作用。事實上，天文學家認為宇宙中存在著 大量的暗物質，其數量與普通物質的比率可能為10比1，遠遠超過 普通物質數量。 如果暗物質能夠被看到的話，那么大多數星云，包括我們所在的銀 河系要比現在在望遠鏡中所看到的大10倍。所有大家熟悉的這片宇 宙中的“居民”──恆星、星云、行星以及塵埃氣體云只不過是組 成這里的很小一部分。 暗物質的存在是如此普遍又被証實是非常難以琢磨的。一部分原因 是因為暗物質極少與普通的物質發生作用。 到目前為止，科學家對暗物質的探求努力仍無法進行。現在，只能 在理論中推測它們可能的樣子，而它們很可能與某種（或者几種） 亞原子微粒非常相似。 其中最有可能是就是弱相互作用大質量粒子，或叫做微姆斯（WIMPs） ，以及在宇宙形成最初期的超高溫度中形成的成百上千的亞原子微 粒中的任何几種。其他可能的粒子還包括光微子、引力微子、軸子 以及磁單極子。還有物理學家尋找了很久的著名的微中子，它也是 目前唯一已經探測到的有可能是組成暗物質很少一部分的微粒。 不過，一些暗物質也有可能是由几種我們更為熟悉的天體構成的， 如褐矮星、流浪行星以及其他“普通”的東西。但是科學家認為這 些也只是其中的一小部分。 天文學家還需要對宇宙進行更深入的觀察和研究來對這些可能的暗 物質組成部分進行篩選。也許再過2到4年，研究人員就能發現這些 微粒，或者也許研究人員會發現這些微粒不足以代表大部分暗物質 ，而將這些微粒排除開去，重新尋找其他可能性。對于所有種種的 不確定性，天文學家并不介懷。尹培說：“在宇宙面前，我顯得非 常卑微。當我開始觀察它時，我以近准備好接受驚訝了。” 責編：鄒波