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最偉大未解之謎:宇宙的其他部分在哪裡?

  

  序:我們向幾位權威的科學家諮詢什麼是至今為止人類最大的未解之謎,同時也列出了我們這些編輯所想到的未解之謎。近期請關注“最偉大的未解之謎”。在這一系列文章中,也許您並不能得到滿意的答案,但您可以從中了解到關於這些謎團的最新研究進展。   

  直到今天宇宙中最令人好奇不已的問題就是——宇宙中主要的物質和能量一直都沒有被人類找到。科學家們希望能夠對宇宙中所有的物質和能量列出一個詳細的清單,以發現宇宙的其他部分究竟在哪裡?

  美國芝加哥大學的宇宙學家麥可·特納說:“我成這些物質和能量為宇宙的‘陰暗面’,目前人類對於宇宙中的反物質和暗物質還知之甚少”。事實上,目前為止僅僅有4%的宇宙物質和能量被人類發現,剩餘96%的物質和能量仍然不為人類所知,但科學家們正加緊在深層太空和地球核心兩個方向進行探測研究,以期望能夠揭開反物質和暗物質的秘密。

  失落的物質

  愛因斯坦著名的質能方程“E=mc2”描述了物質和能量的同一性,指出宇宙曾在很短的時間內,根據能量密度存在能量與物質相結合的存在狀態,而問題是占宇宙物質總量高達22%的暗物質,至今仍然沒有被找到,並且令人不解的是,這樣大量的物質,竟然幾乎沒有對現存物質顯示出一點因為萬有引力而產生的拉力。根據科學家推論,暗物質是自我相吸引的,而對物質則不存在這種作用。

  最初發現暗物質可能存在的證據是大約75年前,天體物理學家發現了在一群相互作用的星系間發生了氣怪的現象,這些星系中的一些天體以極高的速度運動,而這些星系只有比其觀測值重幾百倍,所產生的萬有引力才能束縛住這些天體。

  位於美國伊利諾州的費爾米國家推進器實驗室的天體物理學家斯科特·多德爾森說:“我們可以非常準確地預測太陽和地球的運動,但測量更遠距離的天體時,異常就出現了。暗物質是存在這種異常的最佳解釋,但是目前為止我們還沒有確切的證據來證明暗物質的存在”。

  另一個可能的證據是暗物質導致光的彎曲,這就好像一束光線在從空氣射入水中時會發生折射一樣。大質量的天體,例如太陽,就可以使傳播的光線發生彎曲,反物質星雲可能會在太空中製造出一個“泡泡”,使得其後方恆星或星系射來的光線被放大、扭曲甚至複製。不久前科學家們對“子彈星系團”進行觀測時發現了引力折射現象,使得對反物質的探索又前進了一步。

  為了得到更為確切的證據,科學家們希望發現並捕獲一些反物質粒子,但是目前為止一切還停留在理論階段。科學家們一直看好中微子這種粒子,它的質量很微小,同時不易於同物質發生作用。科學家們希望能夠捕獲大質量的中微子,以證明先前的理論,為尋找反物質指明道路。(猜謎語網/

  反重力作用
  也許對於反物質的所有未解之謎來說,最大的未解之謎就是關於暗能量的。這種不可見的能量被認為是廣泛存在的,並且具有反重力作用。它有可能把互相作用的一群星系分離,並且產生很多宇宙中不能解釋的排斥作用。科學家們一直認為暗能量的秘密是所有關於反物質的秘密中最大的一個,並且其能量密度可能占到了整個宇宙總能量的74%之多。可惜到目前為止針對暗能量的研究僅僅限於為其命名而已,一切研究都是剛剛起步階段。

  特納博士將暗能量描述成“真正詭異的東西”,他說:“這是一種彈性互斥的作用,目前為止我們只知道它能產生什麼作用,卻不知道它到底是什麼”。當天文學家還在宇宙中孜孜尋求暗物質的蹤跡時,理論物理學家則在不斷推算這種物質的作用機理。而針對揭開宇宙其餘部分秘密的研究方興未艾,我們將在摸索宇宙尺度和結構的道路上長期走下去。


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