看不見的宇宙

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編者按﹕邁克爾特納是芝加哥大學天文和天文物理系系主任﹐早些時候記者有機會採訪了特納教授。在交談中﹐特納向大紀元記者談了當前宇宙科學的發展﹐尤其是目前對暗物質的認識。下面便是特納教授的談話原文﹐也許很多讀者會感興趣吧。

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在宇宙中,我們眼睛看不到的東西很多,目前,人們能通過哈伯太空鏡和地面望遠鏡看到宇宙美麗的圖象。在這些圖象里,我們看到的是星星,個體的星星,還有星系,星系是由很多億的星星組成的,我們看到星系的光是星系中眾多星星發出的光的混合。我們現在知道,星星只是這個宇宙中物質的0.5%,所以确确實實只是一小點,就象冰川上露出的一小點。目前,我們知道,絕大部分的宇宙物質是暗的,不發光的。但我們知道它的存在,因為引力的作用。

如果我們觀察宇宙,1/3是暗物質。暗物質是使宇宙凝聚在一起的東西。我們知道它的存在。因為如果沒有這個暗物質,我們的銀河系和其它的星系就會飛散開來,正是這個暗物質的凝聚力穩固了我們的銀河系和其它星系。

暗能量非常神秘,令人費解,如果讀者看完了解釋還不理解的話,你們已經赶上研究人員的水平了,因為我們也不懂。

暗能量占宇宙的2/3,暗能量是將星系推開的力量。這种物質的引力成了斥力,它是導致宇宙膨脹的主要原因。所以,它決定著宇宙的命運。直到我們理解暗能量是什么,我們不能解釋宇宙的命運將是怎樣的。

這非常有趣,我們遙望天空,我們能看到星星,它們占整個宇宙的0.5%,其余的宇宙是我們看不見的,用望遠鏡也看不見。

我們不能直接看到暗物質,暗能量,但是我們可以從宇宙中的可見光來推論暗物質、暗能量的存在。向比較暗能量﹐暗物質簡單點,容易懂。我們先進一步談一談暗物質。

暗物質是人們在觀察星球和星系的運動時發現的。當我們觀察星系時,我們看到星系里的星球運動得非常快,這一點是可測量的,只要有一點點光就可以測量。可是星球運動得是如此之快,這使得人們認識到必定還存在著除星球以外的物質。因為僅僅是這些星球的物質不能使星系凝聚在一起。當我們觀察巨星系,巨星系是很多星系的集合體,我們得出的結論也是一樣的。星系彼此圍繞地運動著,這种運動是如此之快,如果不是有別的物質,巨星系無法凝成塊。”

至于暗能量﹐那就更微妙了。它主要影響的是宇宙的膨脹。哈伯太空鏡17年前發現宇宙在膨脹。很自然的一個問題就是這种膨脹的速度在減慢呢還是在加快?事實上,人們根本沒想到膨脹可能加速。人們實際在問由于宇宙中所有物質的相互吸引,膨脹的減慢速度是怎樣的。人們要測量減慢的速度。

在1998年,兩個研究組分別發現了一個惊人的結果,那就是宇宙的膨脹在加快。這是非常非常意外的,從那以后,各种測量結果都得出了同樣的結論。

我們對宇宙膨脹的加速給了這樣的一個解釋,這個現象展示給我們有一种神秘的,叫做暗能量的東西的存在。暗能量的神秘之處在于它的重力現象不是引力而是斥力。我們真的相信暗能量的存在,它占宇宙物質的三分之二。

這種斥力非常奇特﹐我相信很多人听到我這么說都被弄糊涂了。我得承認我們也被弄糊涂了。但是我們可以非常自信地說暗能量是存在的。我們希望能理解它。發現它的方法是用光、用星球爆炸的光來測定宇宙膨脹。如果宇宙膨脹一直加速下去,這是一种可能,一种最直觀的可能性,那么一千億年以后會是什么樣呢?一千億年听起來是很長的時間,一千億年以后絕大部份的星系都會离我們非常遠,星系的運動也會非常快,以致于我們完全看不到它們了。

我們還能看到我們自己星系的星星,但對宇航員來說天空是黑的。我們自己的星系沒有被拆散。你遙望天空時,看到的是我們自己星系的星星,但宇航員會非常失望。目前宇航員能在一千億的星系中任意選擇去觀察。一千億年以后如果宇宙膨脹還繼續加速,宇航員就只能觀測100個星系了,對研究宇宙來說就非常困難了。我想強調一點,我們并不肯定這個情況一定會發生,也有可能這种暗能量會消散、消失,以致于我們宇宙也掉回來,也有可能暗能量會消散一些,宇宙的膨脹會減緩。

總而言之,我們知道很多,但是我們能理解的很少。(圖﹕邁克爾特納近照)

(編輯﹕方洪﹑陳玉茗﹔正文﹕邁克爾特納)
(http://www.dajiyuan.com)

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