科普: 宇宙是由什麼物質組成的?

  據英國廣播公司(BBC)網站報道，設想有一個高級外星文明從另外一個平行宇宙來到我們的宇宙，那麼有很大的可能是：他們根本就不會留意到我們的存在。

  其中的緣由是不言自明的：宇宙太大了，而我們生活的小小星球在宇宙面前連一個小小的塵埃都算不上。但實際上，情況可能比這還要更加糟糕：這些外星人甚至可能 連宇宙中所有的恆星以及圍繞它們運行的行星都不會留意到，而那些瀰漫在星系空間的巨大氣體塵埃雲也恐怕不會引起他們的任何注意。

  怪人茲威基的「狂想」

  弗里茨·茲威基，最早注意並提出暗物質存在想法的物理學家

  為什麼竟然會有這樣的情況？因為所有這些我們所熟悉的事物實際上只佔據了宇宙極小的一部分。宇宙中剩下的部分是由其他「東西」構成的，今天科學家們還沒有搞清楚這種物質的本質究竟是什麼。

  因為找不到更好的名字，物理學們於是就將這種神秘物質稱作「暗物質」(dark matter)。如果沒有這種神秘物質的存在，宇宙中的星系將分崩離析。儘管沒人知道暗物質的本質究竟是什麼，但物理學家們正在對其加緊研究。

  你所見的一切都是由原子構成的——從你自己的身體，到你此刻所處的這顆行星，再到天空中的太陽和所有的星星。而如果更進一步，所有的原子都是由更加細微的粒子，如質子和中子所構成的，而我們現在已經知道即便是質子和中子仍然可以被分出更加細小的結構。

  20世紀初，當物理學家們最初開始了解到原子的結構組成時，他們曾經以為我們即將洞察整個宇宙中一切物質的本質。

  但到了1933年，一位名叫弗里茨·茲威基(Fritz Zwicky)的瑞士天文學家提出了一項在當時看來驚世駭俗主張，他宣稱宇宙的絕大部分應當是由某種完全不同的物質組成的。

  但茲威基並非胡言亂語，他的觀點是有依據的：他計算了在星系群中所有能夠被觀察到的物質的總量，最後發現這些物質的總質量所能產生的引力強度不足以讓整個星系群聚集在一起。

  另外，正如英國杜倫大學的理查德·梅塞(Richard Massey)所言，茲威基還發現他所觀察的那些星系都「轉的太快了」，如果僅僅用它們內部所含的這些物質來計算，那麼巨大的離心力應該早就讓它們分崩離析了——宇宙中的每一個星系都像一個旋轉木馬，它們轉動的太快，上面坐著的遊客們應該都會飛出去才對！

  正是基於這些觀察，茲威基敏銳地指出，那裡必定還存在著其他的物質。這些物質不能被直接觀察到，但卻同樣能夠產生引力作用，從而幫助將星系聚集在一起而不至於被撕碎。他指出，這種無法被觀察到的神秘物質是「黑暗」的。

  然而不幸的是，在當時茲威基普遍被同行們認為是怪人一個，沒人願意認真對待他的觀點，他的偉大洞察和理論都被擱置一旁，無人問津。梅塞指出：「當時人們的說法常常是這樣的：這是個瘋狂的理論家，他有力沒處使，所有才發明這麼一種全新的物質出來了。」