暗物质PK暗能量：一场贯穿整个宇宙的战争

【暗物质与暗能量，宇宙中的一对“冤家”】

当我们眺望宇宙时，我们所看到的一切，从人类到城市，到布满夜空的数百万颗恒星，它们都是由可见物质构成的。

但我们所看到的只是宇宙的一小部分，其余的部分是无形的，未知的黑暗的宇宙。

黑暗宇宙是描述我们宇宙的一个常用短语，因为事实证明我们的宇宙大部分都是暗的。

这个黑暗不是夜晚那样黑暗，是指不与光相互作用。这个“黑暗”是科学家们所无法真正理解的。

我们日常生活中的所有物体——我们的身体、空气、坐的椅子以及行星和恒星，所有这些加起来只占宇宙的5%，剩下的95%是黑暗的物质，即黑暗宇宙。

读者可能会觉得奇怪，因为笔者在上篇科普文中说可见物质占宇宙的15%，其余85%是暗物质，这里是没有将暗能量算在内，所以并不矛盾。

黑暗宇宙由两种力量组成——暗物质和暗能量。虽然它们都是暗的，但它们并不是同一种物质。在某种程度上，暗物质和暗能量是相互对立的。

暗物质具有正向引力，它将物体拉到一起，而暗能量具有排斥性力，它将物体推开。

自创世之初，就有两股力量在争夺宇宙的控制权，暗物质和暗能量被锁定在这场史诗般的战争中。暗物质试图将事物聚集在一起，暗能量试图把一切都分开，所以，这就是一场贯穿整个宇宙的战争。

那么他俩谁会赢？

这场战争始于138亿年前的宇宙大爆炸。初期的宇宙是一个由强烈辐射组成的超级热球，但突然间它开始变形，冷却和膨胀，并触发了常规宇宙和黑暗宇宙的诞生。

科学家们相信暗物质和暗能量都是在大爆炸的最初时刻形成的，它们可能是在大爆炸后的几分之一秒内形成的，与普通物质形成的时间相当。

在最初的几微秒内，宇宙是一个由物质和能量组成的热而致密的球体。它们是一枚硬币的两面。物质可以转化为能量，能量也可以直接转化为物质。

普通物质的可见粒子，形成原子行星、恒星和我们……然而其他粒子它们是看不见的，它们就是暗物质。

早期的宇宙非常热，密度很大，充满了可见物质和不可见暗物质的新粒子，但另一种力量出现了——暗能量。

暗能量自宇宙大爆炸以来就存在了，但科学家们不知道有多少暗能量，有可能相同数量的暗能量一直存在。但科学家们对暗能量的理解是非常有限的。

如果在一间屋子里有10个理论物理学家，问他们关于暗能量的本质，就会得到大约12个不同的答案。

科学家们不确定暗能量是什么，事实上，“暗能量”这个词，只是因为科学家们的无知而起的一个花哨的名字。

暗能量不过是科学家们对宇宙运行方式的理解中这个巨大缺口的一个占位符而已。

暗能量究竟是什么，有一个潜在答案，可能在所谓“空”的空间中找到。这可能是暗能量的来源吗？

科学家们过去认为空间就是无聊的空虚，但现在，科学家们认为把空间看作一种物质，一种携带有奇怪能量的物质。空间中的每个小区域都有一些能量，这和真空本身有关。

“真空能”的概念是真空而不空，真空中存在着某种物质里面有一种反引力的能量。也许这种对抗引力的真空能量就是神秘的暗能量。

这种能量可能是一种新型的能量，可以渗透到整个空间。这就是科学家们现在要检测的暗能量和暗物质。

在大爆炸的高温下形成，它们是对立的力量，一种是吸引，另一种排斥。在138亿年的时间里它们共同塑造了宇宙的历史。

事实上，整个宇宙的故事就是由两种强大的对立力量所主导——暗物质和暗能量。138亿年以来它们一直在争夺宇宙的控制权。我们的宇宙实际上是黑暗力量之间的平衡。

【宇宙早期，暗物质是“赢家”】

大爆炸之后，婴儿时期的宇宙很小温度非常高，密度也非常大，暗物质，一种致力于将事物聚集在一起的力量，开始茁壮成长。但是在这个被压缩的空间里，同时存在暗能量，一种试图将物体分开的力量，只是没有空间让它们发挥作用。

当物体距离更近时，物质和辐射的密度更大，大到暗能量完全可以忽视。当然此时的环境对正常物质来说也很艰难，环境非常热，强烈的辐射，阻止了可见物质聚集在一起形成原子。

由于无法粘在一起，正常的可见物质以粒子风暴的形式在早期宇宙中迅速扩散。但是暗物质，一种将事物聚集在一起的力量，也介入其中。暗物质不会与辐射发生联系，也不会与光“对话”，所以它可以做任何它想做的事。

它们开始聚集在一起，辐射将正常物质推开，阻止其形成密集区域，但无法阻止暗物质，而光子会直接穿过暗物质，这样使得暗物质聚集并落入稠密的口袋或阱中。

暗物质开始在引力作用下聚集在一起，这意味着普通物质将落入这些暗物质阱。

随着时间的推移，越来越多的普通物质被拉进暗物质阱中，那些有更多物质的区域引力使它们变更大，而那些有更少物质的区域，膨胀就更多。

所以如果有一些微小的额外物质，随着时间的推移，就会有越来越多的物质。富含引力的暗物质将普通物质的粒子聚集在一起，渐渐地，它们形成了巨大的氢气和氦气云。

暗物质奠定了宇宙的基石。这种力量可能是黑暗的，但它极具创造力。

在大爆炸1.8亿年之后，一切都已准备好，迎接下一个暗物质构建的里程碑——恒星的诞生。

在宇宙早期的边缘时期，恒星必须要在自身引力作用下坍缩气体云并形成。但宇宙初期的氢气团无法坍缩，没有坍缩就意味着没有恒星。

早期宇宙的气体有很大的压力，这种压力使它不会坍缩。但暗物质不会承受这样的压力，因此，暗物质可以聚集在一起并形成结构。

所以暗物质来救场了，创造了引力更大的区域，把氢气拖了进来，迫使云层变得越来越密集，于是为坍塌创造了条件。

所以，只有当暗物质的引力超过了气体的压力时，气体才会坍缩并变成恒星。这些恒星是第一批星系的种子。

所以如果没有暗物质作为种子结构而存在，早期宇宙就没有足够的时间来形成星系，这意味着我们必须为我们的存在而感谢暗物质。

【暗物质继续乘胜追击】

接下来，暗物质开始了一个更雄心勃勃的建筑工程，塑造整个宇宙本身，建造有史以来最大的结构——宇宙网。

有一种巨大的细丝结构，星系似乎就是在它上面形成的，这就是科学家们所说的宇宙网。

可以将这个宇宙网的形成追溯到早期的宇宙，这是一个非常巨大的结构。当宇宙冷却到一定程度时，暗物质开始形成那些细丝，普通物质就会开始流入暗物质的万有引力中，于是这就形成了这个大型建筑的脚手架。

暗物质的细丝连接在一起，吸收越来越多的氢气，稠密的气体云在丝状物的交界处聚集在那一点的引力最强。慢慢地一个熟悉的建筑开始成形。

如果你曾经到过户外，你会看到一张被露水覆盖的蜘蛛网。而这个蜘蛛网就像是暗物质的结构。

观察蜘蛛网就会好现，所有这些细丝，空气中的水分在它们周围凝结，就像普通物质落入暗物质网形成宇宙中这些巨大的结构一样。

【本文结束】出处：快科技