益　翼

克羅韋的困惑

“真笨，你將所有星體的質(zhì)量加在一塊兒，不就知道了嗎?”克羅韋教授正在訓(xùn)斥他的助手，因?yàn)橹譀]能完成他給的任務(wù)——稱稱宇宙有多重。

“老師，所有能探測到的星體的質(zhì)量，我都算上了，可是和實(shí)際數(shù)字差距太大了!”

“我看看”——克羅韋教授仔細(xì)地檢查了助手的操作和演算，確實(shí)一點(diǎn)錯(cuò)誤都沒有，但是算出的宇宙質(zhì)量只占實(shí)際質(zhì)量的4％!教授的腦海里出現(xiàn)了一個(gè)可怕的念頭：難道還有一類迷失的物質(zhì)?我們沒有將它算在內(nèi)?如果能找出這種物質(zhì)，宇宙物質(zhì)結(jié)構(gòu)家族里就會(huì)有新成員了!這個(gè)興奮的念頭讓克羅韋教授陷入了沉思……

迷失的物質(zhì)

為了找到那種迷失的物質(zhì)，克羅韋教授守在各種天文望遠(yuǎn)鏡前，癡癡地望著天空已經(jīng)一個(gè)多月了。終于，有一天，他利用錢德拉×射線望遠(yuǎn)鏡觀測到了驚人的一幕：在兩個(gè)星系團(tuán)發(fā)生碰撞的時(shí)候，星系團(tuán)中的一部分物質(zhì)，好像被某種不明物體拖拽著，與原星系團(tuán)分離，形成了好像子彈的彈道一樣的星系團(tuán)。

由于那種不明物體不發(fā)光，也沒有電磁輻射，只能通過研究它的重力來確定它的存在，所以這種物質(zhì)被稱作暗物質(zhì)——終于，這種迷失的物質(zhì)算是水落石出了。

進(jìn)一步的研究表明，暗物質(zhì)確實(shí)是一種存在的未知粒子。在廣袤的宇宙中，它們以籠罩住星系和星系團(tuán)的方式分布。暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，為人們認(rèn)識(shí)宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)的形成和微波背景輻射，起到了巨大的作用。

但暗物質(zhì)到底是由什么樣的微粒組成的呢?研究發(fā)現(xiàn)，這樣的微粒幾乎不能進(jìn)入普通物質(zhì)，也不能產(chǎn)生可以探測到的信號(hào)，但是它卻有自身的質(zhì)量!

發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)，克羅韋教授很興奮：連忙按照暗物質(zhì)的分布，用他那桿特別的“秤”稱出了暗物質(zhì)的質(zhì)量。然而讓他驚訝不已的是：即使加上暗物質(zhì)的質(zhì)量，和宇宙實(shí)際的質(zhì)量值還相差甚遠(yuǎn)——還有74％左右的質(zhì)量不曉得又跑到哪里去了!

原來還有“更暗”的東西

這次，教授將目光投向了正在加速膨脹的宇宙。是什么力量使宇宙在加速膨脹呢?按理說，因?yàn)槲镔|(zhì)間都有引力作用，星體和星體應(yīng)是互相靠近才對(duì)啊，宇宙為什么還在膨脹呢?

通過艱苦卓絕的研究，克羅韋教授終于發(fā)現(xiàn)，原來宇宙中充滿了一種神秘的能量——暗能量!這才是真正的原因所在!

我們知道，物體對(duì)構(gòu)成自身的物質(zhì)都有引力作用：比如星云對(duì)它里面包含的行星就有引力；地球本身，對(duì)地面的泥土、天空的大氣，以及站在上面的人都有吸引力，這種力作用在物體上，能表現(xiàn)出向一起收縮的壓強(qiáng)。然而暗能量卻剛好相反，它似乎具有負(fù)壓強(qiáng)，也就是說：它好像自身具有將自己從內(nèi)往外推壓的斥力。這種負(fù)壓強(qiáng)在長距離上(比如天體之間的遙遠(yuǎn)距離)表現(xiàn)為反引力。暗能量的發(fā)現(xiàn)，能成功地解釋宇宙加速膨脹的問題，而且剛好填補(bǔ)了克羅韋教授“宇宙質(zhì)量”問題中“失落”掉的質(zhì)量。

但是由于暗能量比暗物質(zhì)具有更讓我們難以捉摸的性質(zhì)，我們對(duì)暗能量知之更少，因此，暗能量被一些科學(xué)家稱為“最高深莫測”的謎題!宇宙學(xué)家邁克爾·特納打趣地說：“到目前為止，我們?cè)诎的芰糠矫嫒〉玫淖盍瞬黄鸬某删?，就是為它起了個(gè)名字!”

“稱”出宇宙的未來

構(gòu)成宇宙總質(zhì)量的物質(zhì)終于清晰明了了，它們是：僅4％的普通物質(zhì)、22％的暗物質(zhì)和74％的暗能量。

稱了半天，稱出宇宙的質(zhì)量到底有什么用呢?

我們知道，宇宙的膨脹和收縮都是需要力的支持的，要么引力、要么膨脹力。而這些力都源于構(gòu)成宇宙的物質(zhì)。

宇宙空間中，如果包含的質(zhì)量足夠大，那么這么多質(zhì)量放在那樣的空間中，就會(huì)表現(xiàn)出引力，使這個(gè)空間收縮；反之，如果質(zhì)量小，引力作用阻止不了膨脹，這個(gè)空間就要增大了。如果空間里的物質(zhì)，剛好能維持這個(gè)空間不膨脹也不收縮，這個(gè)空間的平均質(zhì)量密度就是一個(gè)“剛剛好”的值。

也就是說，若我們稱出宇宙的質(zhì)量小于這個(gè)“剛剛好”的值，我們的宇宙就會(huì)像現(xiàn)在這樣，緩慢地加速膨脹下去；反之，如果大于這個(gè)值，那么宇宙就有可能在某一天由膨脹變?yōu)槭湛s，就像宇宙大爆炸的圖景倒過來再發(fā)生一樣。如此說來，宇宙的未來不就能被我們稱出來嗎?