宇宙能量的未解之谜（宇宙探索之谜黑暗物质）

今天让我们粗略了解下宇宙中的暗物质和暗能量。

所谓的暗物质和暗能量实际上是科学家在宇宙探索过程中，对宇宙相关数据进行计算时，发现了两种目前我们无法观测和捕捉到，但又确实存在的东西。

一、暗物质

1.暗物质的定义

暗物质是一种无形的，具有万有引力的，能够影响并构造星系团的物质。

2.暗物质的发现

上世纪20年代望远镜的广泛应用，人类才意识到夜晚天空中的每个白色斑点(星星)都是一个偌大的星系团，我们的银河系并不是宇宙的全部，而只是宇宙众多星系团中的一员。

高亮的每一个区域均是一个星系团

在对众多星系团的观察时，有科学家发现在星系团内部并没有任何物质的增加，而星系在星团里运动迅速。他们通过星系团的运动估算出星系团的总质量，发现有10倍于发光物体的质量存在于星系团里，而这些物质无法被我们观测到，自此暗物质这一概念被搬上了历史的舞台。

同样在对类似我们银河系这样的悬臂式星系团观察时，发现是无论星系团中心还是外围，旋转气体和尘埃的速度都始终如一（根据牛顿的万有引力和爱因斯坦的广义相对论，靠近星系团核心部分的天体受引力作用明显，运行速度应该比外围天体运行速度快），据此推测必定存在某种看不见的物质在影响着星系团的运动。

银河系

虽然我们无法直接观测到暗物质，但科学家通过观测到某些看不见的东西可以扭曲远方的光线而发现了这些分布不均但喜爱“抱团”的暗物质（即引力透镜实验，暗物质存在一定引力，能扭曲通过它的光线）。

暗物质扭曲远方的光线

3.暗物质的作用

暗物质像是星系团里的骨架，使普通物质可以依附上去，帮助普通物质结合起来形成恒星与行星。暗物质还能够影响到星系团里全部星系的运动。

二、暗能量

1.暗能量的定义

暗能量是一种无形的，加剧宇宙不断迅速膨胀的能量。

2.暗物质的发现

科学界认为宇宙是诞生于150亿年前的一次大爆炸，所有的物质和能量以及我们的宇宙空间都在这次爆炸中产生。

在对宇宙空间的研究过程中，通过对星系团向我们发射的光线进行光谱分析，发现这些光谱的都产生红移现象，距离我们越远的红移越大。这就说明距离我们越远的天体离我们远去的速度越快，宇宙在加速膨胀（该原理是利用多普勒效应，远离我们的物体发出的光线的波长会被拉长，产生光谱红移）。

光谱红移告诉我们宇宙还在膨胀，而且是加速膨胀。然而宇宙的体积越来越大，密度越来越小，现有能观测到的物质和能量不足以支持宇宙继续加速膨胀，相反还会在引力的作用下促使宇宙坍塌。所以科学家提出宇宙中存在一种看不见的能量——暗能量，均匀的分布在宇宙各个角落，加速宇宙的膨胀。

通过某些方法对宇宙的总成分进行计算时发现，普通物质只总成分的占5%，暗物质占25%；此外普通物质和暗物质的质量总量还不足以解释我们所观察到的空间弯曲现象。而这种种迹象表明加剧宇宙膨胀的暗能量是存在的。

通过研究暗物质和暗能量，有助于更好了解我们宇宙的过去和未来，以及我们人类未来的命运。