在20世紀(jì)90年代早期，關(guān)于宇宙的擴(kuò)張，有一件事是相當(dāng)肯定的。足夠的能量密度可以阻止宇宙的膨脹和重新坍塌，而能量密度太小將無法讓宇宙停止膨脹，但隨著時間的推移，引力肯定會讓宇宙膨脹減速。

圖解：從引力透鏡產(chǎn)生的效應(yīng)，星系團(tuán)CL0024+17內(nèi)部被發(fā)現(xiàn)存在有一個暗物質(zhì)圈，在這張哈勃太空望遠(yuǎn)鏡像片里以藍(lán)色顯示出來。

當(dāng)然，宇宙膨脹的減速還沒有被觀測到，但理論上來說，膨脹速度必定會減慢。宇宙充滿了物質(zhì)，萬有引力將所有物質(zhì)拉到了一起。在1998年，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡（HST）對非常遙遠(yuǎn)的超新星進(jìn)行觀測，這些觀測表明，很久以前，宇宙的膨脹實際上比現(xiàn)在慢得多。

圖解：被暗物質(zhì)包圍繞著的地球想像圖

所以宇宙的膨脹并沒有大家所想的那樣因為引力而減緩，而是一直在加速。沒有人預(yù)料到這一點(diǎn)，也沒有人知道如何解釋這個現(xiàn)象。

最終理論家提出了三種解釋?；蛟S這是被愛因斯坦引力理論長期廢棄的結(jié)論，其中包括所謂的“宇宙常數(shù)”。或許因為有一些奇異的能量流體充斥在宇宙中。又或許是愛因斯坦的引力理論存在一些問題，而新的理論可能包括某種創(chuàng)造宇宙加速度的領(lǐng)域。理論家們?nèi)匀徊恢勒_的解釋是什么，但他們給了這個解決方案一個名字，暗能量。

圖解：由大型強(qiáng)子對撞機(jī)中的緊湊μ子線圈得到的希格斯玻色子產(chǎn)生時的景象。它是通過衰變?yōu)閺?qiáng)子噴流的質(zhì)子與電子的碰撞形成的。

通過將宇宙成分的理論模型擬合到宇宙學(xué)觀察的組合中，科學(xué)家們給出了我們上文提到的成分，~68％暗能量，~27％暗物質(zhì)，~5％正常物質(zhì)。什么是暗物質(zhì)？

我們更確定暗物質(zhì)不是什么而非它是什么。首先，它是黑暗的，這意味著它不是我們看到的恒星和行星的形式。觀測表明，宇宙中的可見物質(zhì)太少，無法彌補(bǔ)觀測所需的27％。

圖解：今期與早期的宇宙質(zhì)能分布餅圖

其次，它不是正常物質(zhì)的暗云形式，物質(zhì)由稱為重子的粒子組成。我們能知道這一點(diǎn)，是因為我們可以通過吸收穿過重子云的輻射來探測重子云。第三，暗物質(zhì)不是反物質(zhì)，因為我們沒有看到反物質(zhì)與物質(zhì)湮滅時產(chǎn)生的獨(dú)特伽馬射線。最后，我們可以根據(jù)我們看到引力透鏡現(xiàn)象的多少排除大型星系般大小的黑洞。

高濃度的物質(zhì)會使遠(yuǎn)離物體的光線通過其附近時發(fā)生彎曲，但我們沒有觀測到足夠的透鏡現(xiàn)象來表明這些天體構(gòu)成了所需的25%的暗物質(zhì)。

圖解：Abell 2744：潘多拉星團(tuán)揭曉

在Abell 2744的新合成圖像中捕獲了有史以來星系團(tuán)之間最復(fù)雜和最引人注目的碰撞之一。圖中藍(lán)色部分顯示了全部質(zhì)量瘤（主要是暗物質(zhì)）的分布。

然而，在這一點(diǎn)上，暗物質(zhì)還有其他可能的解釋。暗物質(zhì)可能由完全被束縛在褐矮星或小而稠密的重元素塊中的重子物質(zhì)組成。這種可能性被稱為大質(zhì)量致密暈天體或“MACHOs”。但最常見的觀點(diǎn)是，暗物質(zhì)根本不是重子，而是由其他更奇特的粒子組成，如軸子或WIMPS（大質(zhì)量弱相互作用粒子）。

圖解：暗物質(zhì)在Oddball 星系中消失

研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)在NGC 1052-DF2星系中大部分（如果不是全部的話）暗物質(zhì)都缺失了。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. nasa-孟冬

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