揭秘暗宇宙里的暗物质与暗能量

　　两条互不相干的理由让科学家相信，宇宙中充斥着某种未知形式的物质——暗物质。

一是恒星、星系和气体云团的运动方式，就好像它们受到了不可见物质引力的牵引。

二是放射性衰变之类的过程提出的难题，可以用一些迄今未知的粒子来合理解释。

　　暗物质和暗能量构成的“暗宇宙”，与我们的宇宙交织在一起。

虽然看不见也摸不着，但暗宇宙中的暗居民们或许过着跟我们一样丰富精彩的隐秘生活。

　　暗物质和暗能量构成了一个我们看不到也摸不着的暗宇宙，与我们的可见世界交织在一起。

那里会不会有我们看不见的电子和质子，构成我们看不见的原子和分子，再构建起我们看不见的行星和恒星，甚至进化出我们看不见的人类呢?粒子物理学家为这些问题提供了意想不到的答案。

　　两条互不相干的理由让科学家相信，宇宙中充斥着某种未知形式的物质——暗物质。

一是恒星、星系和气体云团的运动方式，就好像它们受到了不可见物质引力的牵引。

二是放射性衰变之类的过程提出的难题，可以用一些迄今未知的粒子来合理解释。

　　通常认为暗物质由WIMP粒子构成，这种粒子几乎不与可见世界发生相互作用。

孤僻是它的必要条件。

　　或者至少可以说，这是常见的假设。

暗物质有没有可能实际上拥有丰富精彩的内部生活?努力想弄明白暗物质由什么东西构成的粒子物理学家认为，它们能够通过一大堆作用力发生互动，其中就包括某种我们的眼睛完全不可见的“光”。

　　1846 年9 月23 日，德国柏林天文台台长约翰·戈特弗里德·伽勒(Johann Gottfried Galle)收到一封信，一封即将改变天文学发展进程的信。

寄这封信的是一个法国人，名叫于尔班·勒威耶(Urbain Le Verrier)。

他一直在研究天王星(Uranus)的运动，98迷科，得出了如下结论——天王星的轨迹无法用当时已知的、作用于其上的引力来完全解释。

于是勒威耶提出，必定存在一个当时尚未观测到的天体，它的引力干扰了天王星轨道，而且干扰方式刚好能够解释观测到的异常运动。

就在当天晚上，伽勒将望远镜瞄向了勒威耶指明的方向，发现了太阳系的第八大行星——海王星(Neptune)。

历史在现代宇宙学中再度上演——天文学家观测到宇宙中的异常运动，推测存在新的物质，然后努力去寻找它们。

这次扮演天王星角色的是恒星和星系，我们看到它们正以一种不应该有的方式在运动，扮演海王星角色的则是我们推断存在却迄今未能观测到的东西，现在暂时被称为暗物质(dark matter)和暗能量(dark energy)。

根据我们看到的那几类异常现象，我们能够搜集到一些与它们有关的基本事实。

暗物质似乎是一片不可见粒子的海洋，它们充斥在空间各处，密度并不均匀;暗能量则均匀分布，就好像与空间本身的结构交织在了一起。

科学家还没能再现伽勒当年的壮举——将望远镜指向天空便明确无误地瞥见了未被看到的目标，但令人心动的线索及暗示，比如粒子探测器里的神秘信号，数量却在不断增长。

　　尽管海王星是作为暗中影响天王星的一股神秘力量而被发现的，但它本身也是一颗令人着迷的星球。

这样的情况会在暗物质和暗能量身上再现吗?尤其是暗物质，科学家开始考虑这样一种可能性——暗物质并非只是为解释可见物质异常运动而发明出来的抽象概念，而是宇宙隐藏起来的另一面，内部有着丰富精彩的活动。

它或许由许多种不同的粒子构成，通过自然界中的全新作用力发生相互作用——这样一个完整的宇宙，静悄悄地与我们自己的宇宙交织在了一块。

　　宇宙隐暗面为解决粒子物理学百年难题而被提出的一种粒子，居然漂亮地解释了宇宙学中的暗物质。