所以，我们经常听说的暗物质到底是什么？

 

在90年代，宇宙事实上在扩张被确立起来。同时，其扩张的速度也被认为会随着时间流逝变慢，因为宇宙实际上又亿万天体组成，而引力将会把所有物质拉到一块儿，这样就会是扩张速度变慢。然而事实上，这并没有发生。与天文学家所相信的相反，哈勃望远镜在1998年所记录的对那些遥远的超新星的观察揭示，这种扩张的速率其实是在上升！

图解：蟹状星云是与1054超新星相关联的一个脉冲星风星云

当科学家无法发现任何东西来为这种预计的扩张模式戏剧性变化负责时，一种被称为“暗物质的”神秘存在就出现在了天文书里。

暗物质

图解:此图展示了至少四个星系团间的一次复杂碰撞。天文学家将之称为“潘多拉星系团”，因为所有不同的结构都能在其中找到。那些从未被看到过的奇怪效应显然因为这种撞击被产生出来了。

关于暗物质最值得注意的事是我们不知道它究竟是什么！这非常令人惊讶，因为可观察宇宙中的至少27%都被认为是由暗物质组成的！非常多的想法和假设被提出来解释暗物质的存在，现在就让我们来看看其中的几个……

当处理“常规的”东西时，我们通过观察、计算和分析与其有关的参数确定它的基本性质。然而，有关暗物质时，这种常规方法就行不通了，不像常规物质，处理暗物质时我们甚至不知道自己有没有看到暗物质。因此，研究者首先通过排除暗物质所不是的东西来确定它到底是什么。

暗物质不发冷光，它就是“暗的”

这在一开始看上去可能很容易。然而，当天文学家被那些好像突然出现在所有地方，并造成了天文计算中的谬误的“奇怪东西”弄糊涂时，这些异常情况背后可能有“暗”物质虽然可能出乎人的衣料，但也能让人长舒一口气。

换句话说，以前科学家知道某种无法解释的东西在造成反常现象，所以他们把它叫做“暗物质”，但他们不知道暗物质究竟是不是暗的。我们现在知道了暗物质一定是暗的，是因为在宇宙中可见物质的总量，亦即我们能够看见的物质，实在太小而只有所有物质的27%。

暗物质不是反物质

暗物质经常被和反物质混在一起，但是天文学家知道暗物质不是反物质，因为反物质和物质有接触，它们消灭自己释放出大量的伽马射线。因为我们没有在如此大量的暗物质中检测到任何独特的伽马射线，它是反物质的可能性就可以被排除了。

不是反物质因子

它不由可见物质的黑暗尘埃云形成

由于暗物质不容易被看到，有人可能认为暗物质就是被正常物质的黑暗尘埃云组成的（所以也就是“不可见的”），由被称为重子的例子构成（重子是原子内的粒子，由强核力中互相作用的三夸克组成）。然而，这不是真的，因为如果情况是这样，我们就能用同样的方法可以探测到黑洞，我们也能够探测到重子云因为它在穿过它们使应当能吸收辐射。

暗物质不是星系大小的黑洞

天文学家非常肯定暗物质也不是星系大小的黑洞，这一点来源于我们可以观察道德引力透镜的数量。以下是一个引力透镜的可见例子：

图解：黑洞引力透镜-由于引力透镜，黑洞使背景中的星系图像扭曲了（图片版权：维基百科）

由于光线通过高浓度的物质时会弯曲（引力透镜），考虑到暗物质占了可观察的宇宙的27%，我们可以比现在更频繁地观测到引力透镜。

暗物质可能由什么构成？

关于暗物质的构成有许多假设，在解释与暗物质有关的天文观测时，每一种都有优缺点。

一种观点支持暗物质可能其实是由重子物质构成的，但是这种必须在小的褐矮星（太大而不能是行星但作为恒星又太小的天体），或者小而密度大的重元素块中成串。换言之，暗物质可能是某种叫做MACHOs（大量紧密的光环天体Massive Compact Halo Objects）的东西组成的，类似于中子星，褐矮星或者黑洞。

图解：褐矮星-规模庞大的褐矮星（图源：维基百科）

另一种看法（也是最流行的）反对前述的观点，而提出暗物质根本不是由重子物质组成的；相反，它可能由更奇异的粒子组成，比如轴子和WIMPs（Weakly Interacting Massive Particles，弱反应的大量粒子，比如超光子和大量的中微子）。

正如我们提到的，有许多假设试图解释我们知道存在着的这种神秘的物质，但是缺乏关于其构成的细节。如果能对这27%的未知事物作出解释，天文学家一定会对他们关于宇宙的知识和理解更加确信，但研究还在继续。如果有一件我们确定的事，那就是宇宙永远会有更多秘密等我们去揭开！

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. sciabc-挖矿的呆鹅

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