一黑兩暗三起源，占據宇宙物質的95%以上，為什麼觀察不到

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2023/09/04 檢舉

關于空間天文學有一個特別的說法。叫做兩暗一黑三起源。其中，「兩暗」是指暗物質和暗能量，它們占據了宇宙物質的95%以上，但是很難被直接觀測到，只能通過間接的實驗方法來探測。「一黑」是指黑洞，它是一種極端的天體，具有強大的引力場，可以吞噬光和物質。「三起源」是指宇宙起源、天體起源和宇宙生命起源，這些問題關乎到人類對自身和世界的認識和探索。本期內容我們來說一說一黑。暗能量和暗物質是兩種不同的物質形式，它們對宇宙的膨脹有著相反的作用。暗物質是一種不可見的質量，它通過引力將星系和星系團等結構保持在一起，從而減緩宇宙的膨脹。暗能量是一種能量，它表現為一種排斥力，使得空間本身不斷擴張，從而加速宇宙的膨脹。暗能量的作用大于暗物質，占宇宙總質能的68%，暗物質占27%，剩下的5%則是我們日常接觸的普通物質。它們都對宇宙的結構和運動有著重要的影響。它們都是目前科學無法直接觀測和解釋的物質形式，由于它們都不參與電磁作用，所以我們無法用我們的五感來感知它們。但是我們可以通過一些間接的方法來探測它們的存在和影響。

暗物質是什麼？這是一個困擾著人類數十年的難題。暗物質是一種看不見的物質，不是因為沒有光照亮它們，而是因為光根本無法照亮它們。那麼我們怎麼知道它存在呢？答案就是通過引力。暗物質雖然看不見摸不著，但好在參與引力。最早發現暗物質跡象存在的人是荷蘭天文學家奧爾特。1932年，他通過研究發現銀河系中靠近太陽的恒星，它們的速度分布符合開普勒定律，即距離銀河系中心越遠的恒星，旋轉速度越慢。然后，他觀測了銀河系邊緣的恒星，發現它們的速度分布與開普勒定律不符，即距離銀河系中心越遠的恒星，旋轉速度并不變慢，而是保持一個大致相同的值。這意味著銀河系邊緣的恒星受到了更強的引力作用，而這個引力作用不能完全由可見物質提供。因此，奧爾特推斷銀河系里面存在著一種看不見的物質，它提供了額外的引力作用，使得銀河系邊緣的恒星能夠保持高速旋轉。這種看不見的物質就是我們現在稱為暗物質的東西。

目前，關于暗物質存在的證據主要通過以下幾種方法。

首先是引力透鏡效應：這是最有力的證明暗物質存在的方法。引力透鏡效應是指一個大質量天體在我們和一個更遠天體之間時，會彎曲空間和光線，使得我們看到更遠天體的形狀和位置發生變化。根據引力透鏡效應，我們可以推算出前方天體的質量分布。然而，觀測結果顯示，前方天體的實際質量要遠大于其可見光度所反映的質量。這說明前方天體內部有一種不發光也不反射光的物質，對光線產生了強烈的彎曲作用。這種物質就是暗物質。其次是宇宙微波背景輻射各向異性譜：這是最直接反映宇宙早期結構和演化的方法。

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