暗物質(zhì)

暗物質(zhì)是什么,？

全宇宙的恒星正在爆炸，這些是宇宙的大災(zāi)難,。但這些科學(xué)家認(rèn)為爆炸是太空深處的燈塔,，照亮了一場極大規(guī)模的戰(zhàn)爭。交戰(zhàn)雙方是兩股神秘的無形力量,。其中一種讓我們存在,，另一種則讓我們毀滅。如今我們也陷入掙扎,，試著了解這些龐大的力量,，并了解黑暗之外的世界。

你,、我,、太陽與恒星，我們所見的事物都有個共通點(diǎn)，我們都是由原子組成的,。已知宇宙的物質(zhì)幾乎都是由原子組成,。但宇宙還有更多奧秘，我們正開始發(fā)現(xiàn)這一面,。我們的身體,、家園、世界,、甚至太空里廣大的虛空,，都充滿了一種神秘物質(zhì)，這種物質(zhì)十分奇特,。過去許多科學(xué)家懷疑其存在,，但是在2009年，超敏感的粒子探測器首度發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì),。這是驚天動地的發(fā)現(xiàn),，讓我們必須重新檢視我們在宇宙的地位，以及我們最終的命運(yùn),。

發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)

1960年,，一位名叫Vera Rubin的天文學(xué)家決定去探索很少人研究的太空領(lǐng)域。她敘述道：那時她有兩個孩子,，一個兩歲,，一個四歲，她不想和其他天文學(xué)家一樣競相研究熱門領(lǐng)域,。Vera 知道如果要研究黑洞之類的熱門領(lǐng)域,，其他天文學(xué)家會比她更早發(fā)表成果，因此她轉(zhuǎn)而研究冷門的天文學(xué)課題,。當(dāng)時,，她也不確定自己為何要研究星系，但她覺得星系非常神秘,，當(dāng)時的她們了解也不多,。尤其是關(guān)于星系的運(yùn)動。起初,，Vera用望遠(yuǎn)鏡觀察銀河系最近的鄰居——仙女座星系,。跟多數(shù)星系一樣，恒星密集地聚在仙女座中心,。Vera預(yù)期看到無數(shù)恒星圍繞著中央運(yùn)行,，就像太陽系的行星一樣，遵守牛頓的重力法則,。恒星離中心越遠(yuǎn),，就運(yùn)行得越慢,。

年輕時的Vera

Vera的父親在40年前退休時為她制作了一個太陽系模型，在這個模型中可以觀察到牛頓的理論,。水星,、金星、地球和火星,?；鹦堑乃俣茸盥浯问堑厍?，水星的速度最快,。因?yàn)榛鹦鞘艿降闹亓h(yuǎn)小于水星受到的重力。所以,，火星的運(yùn)行速度較慢,。Vera在觀察星系時，認(rèn)為恒星也會以這種模式運(yùn)行,，離中心越遠(yuǎn),，運(yùn)行得越慢。但是結(jié)果并非如此,，她們花了兩年左右的時間,，才測量到90個仙女座恒星的速度。結(jié)果非常驚人,，她們發(fā)現(xiàn)所有恒星的運(yùn)行速度完全相同,，都是每秒250公里。接下來的幾年,，Vera觀察的星系都出現(xiàn)這種不可思議的結(jié)果，從星系中心到邊緣的恒星運(yùn)行速度都一樣,。這跟太陽系的現(xiàn)象完全不同,。唯一的解釋就是，不管恒星離星系中心有多遠(yuǎn),，所受的重力都不會減弱,。然而，這是不可能的,，除非星系的質(zhì)量大于天文學(xué)家的觀察結(jié)果,。合理的解釋是星系一定有大量的無形物質(zhì)，事實(shí)上或者90%-95%星系里的物質(zhì)都是無形的,。

太陽系模型

這是真正具有創(chuàng)新意義的觀念,，星系也許充滿著看不見的物質(zhì)?？茖W(xué)家只能把它們稱為暗物質(zhì),。但這么激進(jìn)的理論需要確鑿的證據(jù),。不久就有許多天文學(xué)家檢視Vera的觀察結(jié)果。有的人很想推翻她的理論,，有的人則很想了解這神秘的暗物質(zhì)究竟是什么,，又存在于哪里。這實(shí)在很神奇,，也很有趣,。Vera選了這塊領(lǐng)域，因?yàn)樗胙芯科渌瞬辉诤醯臇|西,。但突然間有很多人和她一起研究,，他們提出看法與觀察結(jié)果，讓這塊領(lǐng)域變得熱門,。

什么是暗物質(zhì),？

在大西洋對岸的英格蘭，頂尖的宇宙學(xué)家Carlos Frenk開始研究暗物質(zhì)的觀念,。但他用的不是望遠(yuǎn)鏡而是方程式,。他將牛頓重力法則輸入非常精密的計算機(jī)仿真程序。他介紹說這臺宇宙機(jī)器是非常大的超級計算機(jī),，它的唯一目的就是模擬宇宙,。這里有1300臺計算機(jī)同時運(yùn)作，即使如此,，要模擬宇宙的一小部分也要花好幾個月,。這種強(qiáng)大的運(yùn)算能力超乎我們的想象，但這是模擬宇宙的必要條件,。

起初,，Carlos進(jìn)行模擬時使用的是科學(xué)界公認(rèn)的初期宇宙成分。也就是虛空里的巨大氣體云,。然后他就等著看這臺宇宙機(jī)器是否會制造出我們看到的星系,。Carlos道：我們只用看得見的物質(zhì)，在計算機(jī)里仿真星系,，結(jié)果會如何,？恒星形成、演化,、最大的恒星爆炸成為超新星,，進(jìn)而散發(fā)極大能量。但是重力不足以留住這些氣體,，所以星系會自行消散,，氣體會消散殆盡。但宇宙并不是這樣形成的,。

因此,，Carlos將暗物質(zhì)加入方程式,。他一點(diǎn)一點(diǎn)地增加，最后他增加的暗物質(zhì)是可見物質(zhì)的5倍,。幾周后,，宇宙機(jī)器出現(xiàn)奇怪的現(xiàn)象。Carlos發(fā)現(xiàn)這次計算機(jī)仿真星系的形成用的是無形的暗物質(zhì)和氣體,，大爆炸發(fā)生約十億年后,，形成團(tuán)狀暗物質(zhì)。氣體進(jìn)入這些團(tuán)狀暗物質(zhì),，形成恒星,。無形暗物質(zhì)的重力將這些團(tuán)狀物凝聚起來，融合成更大的結(jié)構(gòu),。所以百億年后就形成美麗的螺旋星系,。我們的銀河系就是這么來的。

模擬星系形成

Carlos證明如果有大量的暗物質(zhì)就能形成星系,。但如何去證明真有其事,？

驗(yàn)證暗物質(zhì)

在蘇格蘭的愛丁堡，Richard Massey仍在設(shè)法解開這個問題,。他創(chuàng)立了一種全新的方法探測暗物質(zhì)——重力透鏡,。多虧了愛因斯坦，他用了全新角度觀察太空,，他認(rèn)為太空是可彎曲變形的物質(zhì),，受重力影響。凡是有質(zhì)量的恒星或星系,，都能扭曲太空的結(jié)構(gòu),，就像透鏡一樣。太空結(jié)構(gòu)一扭曲,，通過的光線也會扭曲,。

暗物質(zhì)不會反射光線，也不會吸收或發(fā)射光線,。光線會通過暗物質(zhì)，不受影響,。所以,，我們要觀察其他地方。像是暗物質(zhì)如何用重力影響可見物質(zhì),。光線會因?yàn)榕で臅r空而偏斜,，聽起來很瘋狂，其實(shí)這是很熟悉的現(xiàn)象,，我們?？吹焦饩€扭曲,。透過酒杯的底部就能看到。雖然酒杯底部是透明的,，光線可以直接通過,，但是背景影像扭曲了，所以光線也扭曲了,。暗物質(zhì)就像這樣,，會借著各種物理效應(yīng)扭曲光線，但是最后的結(jié)果都一樣,。星系前方若有暗物質(zhì),，影響就會扭曲。

這兩年來Richard帶領(lǐng)各國的天文學(xué)家使用一批望遠(yuǎn)鏡觀察一部分夜空,，尋找所有看得見的重力透鏡圓弧,。“這個畫面是重力透鏡的影像,，”Richard道：“這些黃點(diǎn)都是離我們較近的星系,，這些奇怪的弧形其實(shí)是遠(yuǎn)方的星系。遠(yuǎn)方星系的光線會通過較近的黃點(diǎn)也就是前景星系,。因?yàn)榍熬靶窍禃で?，也會扭曲遠(yuǎn)方星系的光線。因此,，遠(yuǎn)方星系的影像就變成弧狀的光,。”

Richard運(yùn)算遠(yuǎn)方星系的光線遭到扭曲的程度,，再跟前景星系的可見質(zhì)量相比,。他發(fā)現(xiàn)實(shí)際的弧度比理論上要大得多。因此,，他推論無形的暗物質(zhì)一定遍布在所有的星系里,。從重力透鏡的影像里，Richard他們發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的數(shù)量是正常物質(zhì)的5倍,，他們看到的還只是宇宙的冰山一角。宇宙里的大部分物質(zhì)都是暗物質(zhì),。

無論天文學(xué)家觀測哪里,，他們都開始感受到大量的暗物質(zhì)。但Richard打算再邁進(jìn)一大步,，他要首度拍下這個宇宙巨人的影像,。他拍下后，我們就發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)對我們的重要性超乎我們的想象,。

Richard花了幾年時間設(shè)法證明暗物質(zhì)的確存在,，這種無形的物質(zhì)就像形成一塊布裹住宇宙所有的星系,。他非常仔細(xì)地探索一小塊宇宙，以繪制第一張暗物質(zhì)的地圖,?！斑@張實(shí)際的天空照片是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍下的，上面有無數(shù)的星系,。我們可以非常精準(zhǔn)地測量這些星系的形狀,。以及星系形狀的扭曲程度。我們觀察星系光線,，通過暗物質(zhì)時的扭曲程度,，就能畫出暗物質(zhì)的地圖。

光線通過星系受到扭曲,，最后抵達(dá)地球,，同時也勾畫出暗物質(zhì)的地圖輪廓。Richard讓這塊無形的宇宙剖面圖現(xiàn)形,，“這是前所未見的三維地圖,，顯示出宇宙的真實(shí)面貌，以及宇宙的主要成分,。如果有外星人過來觀察我們的宇宙,，如果它們可以看到我們宇宙的所有成分，他們就會看到這幅景象,?！边@就像是宇宙暗物質(zhì)的湯，最濃稠的地方就是星系形成的位置,。

這就是Richard繪制的暗物質(zhì)地圖,，左邊的圖片是宇宙星系與氣體的實(shí)際位置，這些是正常物質(zhì),。有巨大星系團(tuán)的地方,，就有高濃度的暗物質(zhì)。這邊有一個巨大星系團(tuán),，這邊就有對應(yīng)的暗物質(zhì)光圈環(huán)繞在四周,。重疊這兩張圖片，能發(fā)現(xiàn)兩者的位置相同,。正常物質(zhì)存在于暗物質(zhì)的支架里,。

暗物質(zhì)的特性

Richard觀察了龐大宇宙的一部分，而Frank則用計算機(jī)仿真出整個宇宙,。

Frank：“在這里可以看到暗物質(zhì)形成的復(fù)雜樣式,這個網(wǎng)絡(luò)充滿細(xì)絲與團(tuán)狀物，我們稱之宇宙網(wǎng),。在團(tuán)狀的暗物質(zhì)里,，會形成像銀河系一樣的星系,，氣體會在里面冷卻凝聚，最后形成恒星,。暗物質(zhì)就像宇宙的骨架,，有了這種骨架才會出現(xiàn)星系?！?/span>

這背后的含意相當(dāng)驚人,，有了暗物質(zhì)才會形成今天的一切。沒有暗物質(zhì)就沒有星系,，也不會有恒星,、行星，結(jié)果就不會有生命,。暗物質(zhì)在40年前還是個奇特的概念,，而如今已不只是個概念了。原來暗物質(zhì)對我們的存在十分重要,。而我們正在逐漸了解其原理,。我們知道暗物質(zhì)和光沒有交互作用，但是會受到重力影響,。

到了2004年,，望遠(yuǎn)鏡拍下了這個畫面，讓我們了解暗物質(zhì)的新特性,。在40億光年之外,，就是已知宇宙1/3的距離，兩個星系團(tuán)發(fā)生碰撞,，激發(fā)出驚人的能量,。數(shù)以兆計的恒星以3000里的秒速交錯而過。星系團(tuán)受震波扭曲,，變成子彈的形狀,。此事件稱為——子彈星系團(tuán)碰撞。這種天文奇觀讓天文學(xué)家相當(dāng)興奮,，更令人振奮的是,，由此可知暗物質(zhì)比我們想象的還要奇特。子彈星系團(tuán)其實(shí)是兩個獨(dú)立的星系團(tuán),，兩者都有暗物質(zhì)和正常物質(zhì),。這兩個星系團(tuán)相撞時，就像是宇宙里的巨大車禍,。正常物質(zhì)的速度減慢,，并逐漸散發(fā)出X光，然后速度開始減慢。最后停在碰撞點(diǎn)附近,。但暗物質(zhì)在撞擊后繼續(xù)運(yùn)動,，最后會比正常物質(zhì)距離碰撞點(diǎn)更遠(yuǎn)。

要了解整個過程,，我們可以通過實(shí)驗(yàn)來表述,。在這個實(shí)驗(yàn)里，我們用車代表正常物質(zhì),，然后加上另一個要素——粒子（代表暗物質(zhì)）,。當(dāng)粒子在碰撞時有什么不同反應(yīng)？正常物質(zhì)發(fā)生碰撞會停下來,，暗物質(zhì)就完全不同,，根本不會有交互作用，它們在碰撞時會直接穿過,，繼續(xù)移動,。然后我們看到，暗物質(zhì)比正常物質(zhì)離碰撞點(diǎn)更遠(yuǎn),。子彈星系團(tuán)就是最好的證據(jù),，顯示了數(shù)十年來天文學(xué)家觀測到的無形物質(zhì)和正常物質(zhì)相比，性質(zhì)相當(dāng)不同,。這是全新的發(fā)現(xiàn),，科學(xué)界所知不多。暗物質(zhì)不受正常物質(zhì)影響,，也不受自身影響,。兩團(tuán)暗物質(zhì)相撞時，會直穿彼此,，沒有產(chǎn)生作用,。在半個宇宙外的天文災(zāi)難，證明了暗物質(zhì)的確存在,。而且它們不同于所有我們已知的事物,，幾乎像幽靈一樣，看不見,，摸不著,。

如何找到“暗物質(zhì)”？

我們活在物質(zhì)與光的宇宙里,，物質(zhì)讓我們存在,，光延續(xù)我們的生命。如今我們知道這只是一小部分分真相,。我們的宇宙還充滿一種神秘物質(zhì)——暗物質(zhì),。它看不見，摸不著，卻到處都是,。每秒都有無數(shù)暗物質(zhì)粒子通過我們的身體,，如果科學(xué)家可以抓住這種粒子加以研究。那么,，我們能否想出辦法一窺這種難以捉摸的物質(zhì)？有些科學(xué)家認(rèn)為這是有可能辦到的,。他們深入探索地球的黑暗內(nèi)部,。

過去100年來，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)所有物質(zhì)都是由20種基本的次原子粒子組成,。像是玻色子,、電子、夸克和微中子,。但物理學(xué)家也懷疑還有其他的罕見粒子,。暗物質(zhì)是什么，相關(guān)理論有很多,?？茖W(xué)家正在逐一研究和排除錯誤的理論。目前暗物質(zhì)的主流理論是超對稱粒子,。也就是說,，我們所有已知的正常粒子都有相對應(yīng)的粒子。這組多出來的粒子存在暗物質(zhì)里,，不會和正常物質(zhì)起作用,。只會有相當(dāng)微弱的重力。

科學(xué)家把這些暗物質(zhì)叫做大質(zhì)量弱相互作用粒子（WIMP）,。這些粒子和正常物質(zhì)的原子幾乎沒有交互作用,，因此很難截取它們并加以研究。此外,，因?yàn)槿粘３錆M了正常物質(zhì)的粒子,，科學(xué)家很容易就會誤取正常粒子，而錯過了WIMP粒子,。Dan Bauer找到了取得它理想的地點(diǎn),。在明尼蘇達(dá)州廢棄鐵礦廠的地底半里處。這或許并不是物理研究機(jī)構(gòu)的首選地方,，但選這里的理由是因?yàn)樗氡荛_來自太空的宇宙射線粒子,。地下半里的巖床足以抵擋背景噪聲，要找到WIMP粒子輕而易舉,。但其實(shí)并非如此,，WIMP粒子偵測器外面有厚達(dá)數(shù)尺的金屬與重塑料護(hù)罩。山洞的巖石和周圍的物質(zhì)就連我們身體都帶有微弱的放射線。要是這些粒子進(jìn)入偵測器,，會產(chǎn)生很大的背景噪聲,，導(dǎo)致無法找到WIMP粒子。而護(hù)罩可以防止這些粒子進(jìn)入偵測器,。

護(hù)罩里有18個曲棍球餅大小的固態(tài)鍺晶體,，用來偵測微弱振動，WIMP粒子撞到晶體時,，就會產(chǎn)生這些振動,。為了有成功的機(jī)會，晶體必須相當(dāng)純凈,，溫度要求非常低,。

Dan：“這是固態(tài)鍺晶體的模型，這些網(wǎng)球就代表晶體的鍺原子,。在室溫下,，相對地這些原子會向彼此移動。這是我們所知道的熱能,。要是把WIMP粒子丟到晶體里,，根本就看不出差異。因?yàn)榫w的振動很激烈,，要是我們把溫度降到絕對零度左右,，此時原子就會停止運(yùn)動。然后我把WIMP粒子丟進(jìn)晶體,，就會看到晶體振動,，這就是我們在尋找的信號?！?/span>

這種粒子和普通物質(zhì)幾乎沒有交互作用,，每秒都有無數(shù)個WIMP粒子通過我們身體，因?yàn)樗慕换プ饔萌?，所以只會通過我們繼續(xù)前進(jìn),。它們會通過整個地球，繼續(xù)前進(jìn),。我們預(yù)期每年只能偵測到一,、兩個這樣的粒子起作用。因此,，幾率很小,。為了避免誤測，他們會不作分辨地搜集資料,，用的是計算機(jī)硬盤里的密封盒,。在一整年里,，工作人員都不能搜查里面的WIMP粒子信號。經(jīng)過7年,，耗費(fèi)上千萬美金,，在2009年底打開盒子，里面是一整年的數(shù)據(jù)中,，終于發(fā)現(xiàn)了WIMP粒子的蹤跡,。這或許是第一次，我們確實(shí)找到了這種難以捉摸的暗物質(zhì),。這或許讓我們能更進(jìn)一步了解暗物質(zhì),。但Dan并不完全肯定他找到的就是WIMP粒子。因此,，他們得繼續(xù)找更多的粒子。他還需證明找到的粒子是WIMP粒子,。

找到WIMP粒子對我們有什么意義,？

要是我們找到這些粒子，就會出現(xiàn)全新的物理領(lǐng)域,。如果宇宙里真有超對稱粒子,，這種粒子有自己的交互作用和特性，同時也是宇宙的主要成分,，那這就是全宇宙的現(xiàn)象,。我們的物理現(xiàn)象反而是旁枝末節(jié)。

暗物質(zhì)與宇宙

但正當(dāng)科學(xué)家覺得他們越來越了解暗物質(zhì)的時候,，他們有發(fā)現(xiàn)很奇怪的現(xiàn)象,。或許暗物質(zhì)能夠讓星系形成,，但實(shí)情不只如此,。在21世紀(jì)初，太空探測器發(fā)現(xiàn)黑暗中還有別的東西,。暗物質(zhì)將一切結(jié)合起來,，但是有一股力量或許會摧毀整個宇宙。

如今我們知道可見的宇宙就像浪花,，漂在暗物質(zhì)的大海上,。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)自己漂浮在這片陌生的海上，過去20年來,，Saul都在研究這片海域,，設(shè)法確定暗物質(zhì)對我們最終的命運(yùn)有何含意。宇宙會永遠(yuǎn)存在嗎,？還是會在某天突然停止,，整個崩塌,？Saul在讀物理時就非常想了解這些問題。他決定追隨前人腳步,，20世紀(jì)最杰出的天文學(xué)家Edwin Hibble,。

Edwin Hibble

在1920年代，Hibble開始詳細(xì)觀察夜空里的數(shù)十個星系,，但他覺得有件事很奇怪,。幾乎全部星系都是紅色的，物體遠(yuǎn)離我們的時候,，音調(diào)會變低,，光線則會變紅。Hibble推論宇宙里所有的星系正在快速離我們遠(yuǎn)去,。結(jié)論只有一個,，宇宙一定是在不斷擴(kuò)張。但他不知道擴(kuò)張速度是多少,，原因又是什么,，因?yàn)榻咏覀兊陌档窍悼雌饋砭拖襁h(yuǎn)離我們的明亮星系。因此他無法判斷距離,。

困難的地方是你必須知道這些星系實(shí)際上有多亮,，才能判斷有多遠(yuǎn)。如果你在海上坐船,，你在濃霧里看到遠(yuǎn)方有燈塔,，有可能是燈塔的光線很亮，但是離你很遠(yuǎn),。也有可能是燈塔的光線很暗,，其實(shí)就在眼前。這個根本的問題在前幾個世紀(jì)一直困擾著天文學(xué)家,。但是這個問題有辦法解決,，自從1980年代天體物理學(xué)家就知道有種特殊的恒星爆炸，叫做1A超新星,。比太陽稍大的恒星快要用盡燃料的時候,，會變得更小，更暗,，更緊密,。這個階段稱為白矮星。白矮星已經(jīng)在垂死邊緣,。但是它仍然有可能復(fù)活,，只要找到新的燃料就行。如果白矮星屬于一個雙星系統(tǒng),，鄰近的恒星就能提供燃料,。一旦白矮星的重力從鄰近恒星獲取足夠質(zhì)量,，就再也不能回頭，只會爆炸,。此時它的溫度超過10億度,，它多數(shù)的氣體會擴(kuò)散到太空中。

1A超新星完全符合我們的目的,，因?yàn)檫@類恒星的質(zhì)量相同,，爆炸達(dá)到巔峰時會產(chǎn)生相同的亮度。光亮?xí)掷m(xù)幾周,，在幾個月后逐漸黯淡,，如果我們能觀察到這種現(xiàn)象，盡管爆炸在數(shù)10億年前已經(jīng)發(fā)生了,，我們還是能夠得到標(biāo)準(zhǔn),，來判斷星系的距離。

相同質(zhì)量所產(chǎn)生的明亮爆炸總會發(fā)出等量的光線,，用看到的光線判斷超新星離我們有多遠(yuǎn),，在理論上應(yīng)該可行。但是實(shí)際上有問題,，這個想法聽來很棒，但是非常難執(zhí)行,。1000年里只有幾個超新星,，每個星系都是如此，人們無法知道哪一個會爆炸,。

因此很難安排到世界上最大的望遠(yuǎn)鏡,，那是要在幾個月前預(yù)約的。Saul與他的工作團(tuán)隊靈機(jī)一動,，每隔幾周就拍攝相同的夜空廣角照片,。再用自動化程序在里頭尋找超新星的閃光。如果研發(fā)的計算機(jī)程序夠精密,，就能在他們搜集的照片里比較數(shù)量龐大的星系,，看里面是否有三周前從未出現(xiàn)的閃光。如果有的話,，就可能是超新星,。

在短短5年內(nèi)，Saul團(tuán)隊在38個星系里發(fā)現(xiàn)38個恒星變成超新星,。他們能發(fā)現(xiàn)超新星爆炸,，因而成為傳奇。最后,，我們得到足夠數(shù)據(jù)評估宇宙的現(xiàn)況,。提出了天文學(xué)上自Hibble以來最驚人的發(fā)現(xiàn),Saul：“我們一直以為宇宙在擴(kuò)張,，而宇宙間的物質(zhì)會因重力而互相吸引，因此重力會減緩擴(kuò)張速度,，我們一直想知道這種現(xiàn)象會持續(xù)多久,。會不會有一天就突然停止了？但我們發(fā)現(xiàn)上述問題都不存在,，擴(kuò)張速度根本沒變慢,，顯然宇宙擴(kuò)張的速度反而越來越快。Saul的團(tuán)隊意外發(fā)現(xiàn)星系間有股無法解釋的互斥力,，因此宇宙會逐漸擴(kuò)張,，他們稱之為暗能量。顯然宇宙并不像我們想的一樣以重力互相吸引,，而是受到某種我們從未研究過的東西控制——暗能量,。暗指的是我們對它一無所知，而不是東西的顏色,。這股能量會加快宇宙擴(kuò)張的速度,。

暗能量與宇宙

2001年夏天，三角洲二號運(yùn)載火箭攜帶一個小型探測器進(jìn)入太空,，探測器名為威爾金森微波各向異性探測器,，是為了觀察最遙遠(yuǎn)及最遠(yuǎn)古的宇宙，并研究大爆炸留下來的微弱回聲,。

David Spergel是威爾金森微波各向異性探測器科學(xué)家,。我們通過探測器看到的是宇宙快照，非常接近大爆炸時期,，當(dāng)時宇宙非常簡單,，就像為宇宙拍嬰兒照一樣。探測器花了6個月逐漸拼湊出宇宙嬰兒時的樣貌,，并偵測大爆炸的余燼,，所產(chǎn)生的微小波動與溫度。

宇宙初期就如同平靜的湖面,，非常均勻而平滑,。在初期的宇宙里，到處都有微小的密度變化,，這些變化會產(chǎn)生聲波,，就像湖里的漣漪一樣。漣漪的變化取決于湖的深度和水的特性,，如果湖水是水銀,，漣漪就會有截然不同的變化，我們藉由漣漪移動的速率以及散開的模式,，就能知道湖的特性,。研究初期宇宙亦是如此,。

要研究這些漣漪與大爆炸的回聲，需要分析非常大量的數(shù)據(jù),，設(shè)法計算解決復(fù)雜的方程式,，最后通過1.5年時間他們以驚人的精確度說明宇宙的成分。目前,，4.6%的宇宙由原子組成,，暗物質(zhì)則占23%左右，特別奇怪的是72%的宇宙是由暗能量組成,。暗能量幾乎占了宇宙的3/4,！

100年前，我們還以為我們的銀河就是整個宇宙,，后來發(fā)現(xiàn)宇宙有無數(shù)的星系,，就像銀河一樣但是跟我們分開。如今我們知道宇宙正在擴(kuò)張,，逐漸遠(yuǎn)離我們,。不僅如此，擴(kuò)張的速度還越來越快,。我們原本熟悉的宇宙就像家一樣,，如今變成廣大無垠的虛空。

觀察黑暗徹底改變了我們對宇宙與自身的看法,。構(gòu)成我們的物質(zhì)——原子只占宇宙的4.6%,，將近1/4的宇宙是暗物質(zhì)，它讓星系得以形成,，而3/4的宇宙是暗能量，這種無法解釋的能量會摧毀一切,。我們的宇宙最后會不會因此滅亡,？