138億年前,在一場大爆炸中,宇宙誕生了。最開始出現的是高能光子,零點幾秒鐘之後,質子誕生了,又過了一瞬間,質子的兄弟中子誕生了。中子誕生以後,中子和質子的比例就固定下來了,永遠被固定在1:7。而且中子是一個很短命的傢伙,單獨存在時,壽命只有十幾分鐘。而他的兄弟質子,壽命要長得多,比宇宙的年齡還要長。
這就是科學所描述的,宇宙最初的物質。宇宙在大爆炸的過程中不斷的膨脹,整個宇宙在不斷的冷卻。
原本是一個大火球的宇宙隨著時間推移不斷的冷卻,三千萬年後宇宙已經冷卻到了零下160度。
這個時候宇宙之間一片的漆黑。氫原子以及氫原子的同位素,分布在整個宇宙空間。由於分布不是很均勻,所以氫原子開始聚集,形成最原始的巨大的星雲團。
這些氫氣團的密度越來越高,中心的壓力越來越大。宇宙誕生以後2億年,核聚變之火被點燃了,第1代恆星誕生。在黑暗了將近2億年之後,宇宙中出現第一縷光。
最初的恆星,大多都是大質量的藍巨星和藍超巨星。它們燃燒的速度很快,幾百萬年就game over了,然後就在一個超新星的大爆炸中,化為灰燼。在它們的灰燼中誕生了第2代恆星以及行星。它們的遺體轉變為白矮星,中子星或者是黑洞。
這些天體在引力的作用下慢慢的聚集,彼此拉近距離,最後成千上萬顆搞在一起,演化成星系。
這就是廣義相對論和量子力學描述的天體演化和星系誕生的理論。根據已有的科學理論,宇宙中間除了上面說的那些東西以外,再沒有其他的東西了。
但是人們後來發現,星系中星星運動速度不太對勁,飛得也太快了點,必須有額外引力拉住,否則就飛走了。
》是誰提供了額外的引力?
根據天文學家們對恆星運動軌跡的長期觀測,可以測得,恆星繞星系中心運動的線速度和角速度。
澳大利亞天文臺2003年到2013年,對銀河系恆星運動進行了長期的巡天觀測,一共觀測了超過20萬顆星星,計算出的太陽圍繞銀河系中心的線速度是240公裡每秒。
銀河系的恆星、白矮星、中子星、黑洞,以及星雲和星際塵埃,只能維繫太陽以80公裡每秒的速度運行。換句話說,太陽運行速度如此之高,如果沒有其他的引力額外維繫的話,老早被甩出銀河系了。
人類對其他星系觀測結果,絕大多數星系的旋轉速度,遠遠超過可見物質引力對星系的維持能力。如果沒有其他額外的引力,幾乎所有的星系都會解體。
》對提供這種額外引力的神秘質量,科學家們起了一個名字:暗物質。
根據計算,銀河系中的暗物質佔到整個星系質量的85%。而且研究發現,幾乎所有的星系,暗物質所佔的比例,都在80%左右,偶然發現有按物質含量很少,甚至沒有的星系。
宇宙的浩瀚與遼闊,不僅大到我們幾乎無法想像,而且宇宙擴張的速度,連光都追不上。我們總以為真理在遙遠的天邊。
》其實,真理就在我們身邊,就如同暗物質就在身邊,只是我們視而不見。
暗物質彌散在銀河系中,也彌散在我們生活的空間中。因為它是均勻分布的,在它均勻分布的範圍內,對引力等勢線不會造成扭曲。因此,對太陽系內行星的運動規律不會造成任何影響。這就是我們通過小範圍局部觀察,無法知道暗物質存在的緣由。
人類對世界的觀測總是被周圍的環境所困擾,就像我們被銀河系的銀盤所阻擋,只能從垂直於銀盤的方向觀察宇宙。
》不識廬山真面目,只緣身在此山中!暗物質是什麼?不知道!
唯一知道的是,除了參與引力作用以外,暗物質不參與任何其他作用。
而且根據目前的天文觀測,暗物質在構成整個宇宙的結構中起著決定性的作用。所有的恆星星系以及星系橋,都有暗物質搭建,而恆星組成的星系,就如同吸滿了水的海綿,沉浸在「暗物質湯」裡。這就是所謂的大尺度絲狀結構!
在暗物質不存在的地方,是直徑達幾億光年的宇宙空洞。那裡面如同宇宙中的沙漠,只有極少數的流浪恆星跟星系。
可見物質,只佔整個宇宙引力質量的17%左右,其餘83%都是暗物質。
根據廣義相對論,引力質量和慣性質量是嚴格相等的。但是目前暗物質只表現出了引力質量,而沒有表現出慣性質量。所以暗物質是用什麼組成的,人類科學一直無法解釋。
》暗物質的發現,是廣義相對論和量子力學,以及其他所有物理理論,都沒有預言的一種現象。暗物質只在暗中觀察,拒絕現出真身。
只能說暗物質是一種「引力黑客」,躲在暗處,控制著宇宙。
人類自從發展出文明以後,就開始對宇宙不斷的進行探索。當我們的望遠鏡指向遙遠的太空的時候,我們的身邊都還充滿著謎團。生命是如何誕生的?到底是什麼因素,讓有機分子組成的團塊跨進了生命的門檻,人類還一無所知。這其中,到底暗物質有沒有起作用,是一個值得深刻研究的話題。
當文明遇到瓶頸的時候,需要像愛因斯坦那樣的科學家出現,給人類指明道路。