宇宙是啥樣的,？宇宙究竟有什么？它又是如何起源的,？諸如此類的問題是科學(xué)家研究的重點和難點,。

宇宙構(gòu)想

一代又一代的科學(xué)家經(jīng)過不斷努力，終于譜寫了一套適用于當(dāng)今認(rèn)知的宇宙學(xué)理論,。

此前,，在64億公里外的太空，出現(xiàn)了遠(yuǎn)超人類認(rèn)知的景象,，引起科學(xué)家的深思,，難道如今的宇宙理論要被改寫了。

遠(yuǎn)超人類的景象

2006年,，美國的肯尼迪航天發(fā)射中心發(fā)射了一枚專門探索冥王星航天探測器,，并將其命名為新地平線號探測器。

新地平線號探測器

2015年新地平線號探測器成功抵達(dá)冥王星，并且在它的運(yùn)行軌跡上采集了相關(guān)數(shù)據(jù),，至此該探測器的原定任務(wù)也就完成了,。

由于探測器比原本預(yù)計的時間提前抵達(dá)了2年左右，當(dāng)中還有充足的燃料和電力支撐它的探索,，于是讓其繼續(xù)往太空深處進(jìn)發(fā),。

它的下一個探測任務(wù)是柯伊伯帶,，這是由諸多小行星碎片組成的天體結(jié)構(gòu)，像甜甜圈一般將太陽系包裹在內(nèi),。

柯伊伯帶

此前旅行者姐妹號已經(jīng)進(jìn)行了初步探索,，由于任務(wù)目的不同,，采集的數(shù)據(jù)有限，如今新地平線號探測器是為了補(bǔ)足相關(guān)數(shù)據(jù),。

當(dāng)該探測器來到64億公里以外的柯伊伯帶時,，反饋到地球的照片讓所有科學(xué)家都非常吃驚。

原來,，新地平線號探測器傳回的照片太過“明亮”,，已經(jīng)超出了科學(xué)家對該區(qū)域光亮的推測。

新地平線號探測器傳回的圖像

會不會是科學(xué)家的推測有誤呢？如果差異只有“一星半點”推測失誤是很正常的,，但是照片和預(yù)算差得也太多了,，后來又對柯伊伯帶的位置和太陽光輻射進(jìn)行了多次計算，最終確認(rèn)科學(xué)家們的計算是沒有問題的,。

唯一的解釋就是,，在柯伊伯帶當(dāng)中含有人們看不見的物質(zhì)，在“反射”太陽的光輻射,，如此一來才會有明亮的環(huán)境,。

柯伊伯帶位置

推測到這里,，科學(xué)家都不約而同地聯(lián)想到宇宙當(dāng)中神秘的暗物質(zhì)，它是宇宙的重要組成部分,，看不見摸不著,，但確確實實存在的物質(zhì)。

神秘的暗物質(zhì)

1922年,，天文學(xué)家卡普坦在例行對星體運(yùn)動進(jìn)行觀測的時候,，意外發(fā)現(xiàn)了它們特殊的運(yùn)動方式，并就此推斷,，在宇宙當(dāng)中可能存在一種異于認(rèn)知的物質(zhì),。

此后，一批又一批的科學(xué)家按照卡普坦的思路，對宇宙暗物質(zhì)的存在進(jìn)行了驗證,，結(jié)果都未能證實宇宙當(dāng)中確實存在這樣的物質(zhì),。

宇宙的構(gòu)成 扇形圖

直到1933年茲威基在觀察星團(tuán)運(yùn)動時,，同樣發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)可能存在的。

因為星團(tuán)在運(yùn)動的時候,，速度已經(jīng)超過了本身質(zhì)量所產(chǎn)生的引力效果,，也就是說一定有一種物質(zhì)在推動著它的運(yùn)動。

到了1980年,，已經(jīng)出現(xiàn)了一大批數(shù)據(jù)表明,，暗物質(zhì)可能真的存在于宇宙當(dāng)中，即使至今都沒能直接觀察到,，但大部分科學(xué)家還是如此堅信,。

并且，其中一部分科學(xué)家已經(jīng)利用宇宙模型,，推測出了暗物質(zhì)的性質(zhì),。

暗物質(zhì)構(gòu)想圖

首先就是看不見摸不著,，它的內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)很有可能是未被人類認(rèn)知的類粒子組成的，比如軸子,、具有惰性的中微子,。

這兩種微觀粒子都是不可見的，比如說中微子的大小只有普通粒子的百萬分之一,，并且非惰性的中微子基本上處于接近光速的移動狀態(tài),。

其次,，暗物質(zhì)在宇宙中的占比非常大,，它的物質(zhì)質(zhì)量占據(jù)整個宇宙質(zhì)量的85％。

也就是說,，我們所在的銀河系以及其他星系加起來的總質(zhì)量還不足人家的1％,，至于太陽的質(zhì)量，更是微不足道,。

銀河系結(jié)構(gòu)圖

不過,，暗物質(zhì)也是反牛頓萬有引力定律的存在,，根據(jù)該定律，物體的質(zhì)量越大，它所具有的引力用作也就越強(qiáng),。

比如太陽的質(zhì)量占據(jù)了整個太陽系的99％以上,，它的有效引力作用到了百億公里外的區(qū)域。

而地球的有效引力范圍則非常有限了,，而且萬事萬物都存在引力,，就連人類也是如此，只不過我們的引力小,，對物體的作用忽略不計,。

但奇怪的是，為什么暗物質(zhì)占據(jù)了如此大的質(zhì)量,，卻沒有將宇宙的物質(zhì)吸引到一個地方呢,？

暗物質(zhì)

這是令人難以理解的,，科學(xué)家也在研究的過程當(dāng)中。

不過我們從這里可以看出,，暗物質(zhì)所擁有的奇異特征,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的認(rèn)知，如果研究得足夠透徹,，如今的很多宇宙學(xué)理論恐怕是站不住腳,。

宇宙的起源和暗物質(zhì)

同時，暗物質(zhì)也是非常古老的存在,，科學(xué)家猜測它的年齡大概和宇宙差不多,，起碼有100億年的歷史。

當(dāng)然,，目前為止,，科學(xué)家還不確定它是否和宇宙一起誕生，但是我們可以大膽去猜測,。

假如暗物質(zhì)是和宇宙大爆炸一起誕生的,，按照現(xiàn)有的理論來看，它和其他物質(zhì)一樣在爆炸之后都被壓縮在一個奇點當(dāng)中,。

宇宙大爆炸

但有一個矛盾的問題是,，暗物質(zhì)的運(yùn)動速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光速,，否則我們存在的宇宙無法在引力作用下形成如此巨大的結(jié)構(gòu)尺度。

那么,，它又是如何從一個奇點當(dāng)中,，拋射到整個宇宙的呢？

所以，我們不妨更大膽的猜測,，也許宇宙并不是大爆炸產(chǎn)生的,，畢竟宇宙大爆炸只是一個被諸多科學(xué)家相信的理論，并不是事實,。

有的科學(xué)提出,，宇宙就是一個巨大的泡泡，也就是泡泡膨脹說,。

泡泡膨脹說構(gòu)想

它的膨脹速度其實并沒有那么迅速,，當(dāng)我們存在的宇宙和其他宇宙發(fā)生交接的時候,，兩個宇宙接融合在了一起，形成更大的宇宙,。

就像是兩個泡泡融合在一起,，這也很好地解釋了為什么宇宙當(dāng)中會廣泛分布著暗物質(zhì)。

堅持該學(xué)說的科學(xué)家堅信,，宇宙之外的平行宇宙是存在的,，所有平行宇宙存在的空間是一個巨大的混沌時空。

不可否認(rèn)的是,，這種說法是離奇的,，不過也為科學(xué)家的研究提供了一種設(shè)想。

暗物質(zhì)的“兄弟”

暗物質(zhì)還有個兄弟,，那就是暗能量,，它在出現(xiàn)之后，就在宇宙當(dāng)中加速膨脹,。

暗能量

和暗物質(zhì)不一樣,，暗能量是處于活躍狀態(tài),，它們在活躍的過程當(dāng)中，很有可能以暗物質(zhì)為“食物”,。

所以,，目前宇宙的發(fā)展趨勢就是，暗物質(zhì)在減少,，暗能量也在不斷加速膨脹。

在整個巨大的宇宙天體結(jié)構(gòu)當(dāng)中,，存在“宇宙墻”,，它是星系之間的空洞區(qū)域大，當(dāng)中的物質(zhì)密度小得驚人，往往幾十光年才會出現(xiàn)一個星體,。

科學(xué)家猜測,，這是暗能量暴漲的結(jié)果，它們在過程當(dāng)中,，擠占了原本星系的“地盤”,，再加上引力作用的影響， 出現(xiàn)了一大片空洞區(qū)域,。

暗能量構(gòu)想圖

不論是暗物質(zhì)還是暗能量,，都未能被科學(xué)家直接觀測到,，一旦被人類捕捉，或許就能夠揭開宇宙的大部分奧秘,。

所以,，如今不少科學(xué)家也在致力于這“兩兄弟”的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，未來可期,。

參考資料

[1]暗能量可能會吞食暗物質(zhì)《中國科技》

[2]大爆炸還是大反彈,？宇宙起源有新說《中國天文科普》

[3]Oort, J. H. (1932). The force exerted by the stellar system in the direction perpendicular to the galactic plane and some related problems. Bulletin of the Astronomical Institutes of the Netherlands, 6, 249

[4]戴長江.暗物質(zhì)是物理學(xué)亟待解決的重大難題之一《 CNKI 》