探秘宇宙中的暗物質是什麼

宇宙是什麼組成的，在恆星和行星運行的宇宙里，還有什麼充斥這個宇宙，維持著宇宙的平衡。一直以來，暗物質的各種理論和假說議論紛紛，而這暗物質是什麼呢？暗物質與宇宙的存在又有什麼關聯，下面帶你了解神秘的暗物質。

暗物質是什麼？

在宇宙學中，暗物質（dark matter）又稱為暗質，是指無法通過電磁波的觀測進行研究，也就是不與電磁力產生作用的物質。人們目前只能通過引力產生的效應得知，而且已經發現宇宙中有大量暗物質的存在。暗物質（Dark Matter）是一種比電子和光子還要小的物質，不帶電荷，不與電子發生干擾，能夠穿越電磁波和引力場，是宇宙的重要組成部分。暗物質的密度非常小，但是數量龐大，因此它的總質量很大，它們代表了宇宙中84.5%的物質含量，其中人類可見的只佔宇宙總物質量的10%不到（約5%）。暗物質無法直接觀測得到，但它能干擾星體發出的光波或引力，其存在能被明顯地感受到。

暗物質的構成

宇宙中的物質並不都是發光的，有許多物質我們觀測不到，這就影響了我們測定目前宇宙中物質密度的準確性。天文學家從動力學推算出的宇宙質量與從星系光度方法推算出的宇宙質量之比大約為九比一，也就是說，宇宙中大約存在著十分之九的暗物質，這就意味著，構成動植物賴以生存的光彩奪目的太陽，只不過是由占宇宙質量不到十分之一的次要成份構成。

目前觀測到的可視物質密度的數量級約為10-31克/厘米，它不到宇宙臨界密度的5％（目前估算的的數量級為10-29克/厘米），如果把上述暗物質也算進去，那麼就可得出宇宙中實際的物質平均密度。因為科學家一旦知道了宇宙的真實密度，就可以根據弗來德曼的理論知道我們宇宙的未來趨向：一直膨脹下去還是在進行著一種「膨脹—收縮—膨脹」的脈動循環。因此解決宇宙中的「暗物質」問題，是決定宇宙未來「前途」的大事。那麼，宇宙中看不見的暗物質到底是些什麼東西呢？它們丟失到哪裡去了？這就是天文物理學中著名的「暗物質問題」或「失蹤的宇宙質量問題」。

早在本世紀30年代，荷蘭天體物理學家奧爾特就已指出：為了說明恆星的運動，需要假定在太陽附近存在著看不見的暗物質。1933年，茨維基從室女星系團諸星系的運動情況認定，在星系團中存在著大量的暗物質。奧爾特等天文學家認為，太陽附近和銀道面內的暗物質可能是一般光學望遠鏡觀測不到的極暗弱的褐矮星或質量為木星30～80倍的大行星。美國天文學家巴柯的理論分析表明，在太陽附近，存在著與發光物質幾乎同等數量的看不見的物質。在大視場望遠鏡所拍攝的天空照片上已發現了暗於14星等、不到半個太陽質量的M型矮星。由於太陽位於銀河系中心平面的附近，故從探測到的M型矮星的數目推算，它們大概能提供銀河系應有失蹤質量的一半。每一顆M型星最多只能發光幾萬年，故一些人認為銀河系中一定存在著許許多多這類小恆星「燃燒」后的「屍體」，它們可能就是我們要尋找的暗物質。

後來，有人提出星系的暗包層是瀰漫的氣體。暗物質就是由這些瀰漫的氣體貢獻的。星際空間，確實發現很多瀰漫的氣體，例如很多恆星周圍被熾熱的氣體包裹著。然而，射電觀測證明，星系引力不可能把質量比本身還要大得多的「暗物質」氣體束縛著。經簡單估算，星系的暗包層氣體不會很多，最多為星系質量的10%。

有人又提出暗物質可能是由固體塵埃組成。星系團中心是星系簇集的地方，如果每個星系外圍都有質量比星系本身還要大的塵埃暈，那麼塵埃對星系團中心的星系會產生很大的消光效應，從而引起星光昏暗，這樣觀察到的星系團中心區將反而比它的外圍暗。然而，這與觀察結果相矛盾，因而這個假設也難以立足。