宇宙是啥樣的？宇宙究竟有什么？它又是如何起源的？諸如此類的問題是科學(xué)家研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

宇宙構(gòu)想

一代又一代的科學(xué)家經(jīng)過不斷努力，終于譜寫了一套適用于當(dāng)今認(rèn)知的宇宙學(xué)理論。

此前，在64億公里外的太空，出現(xiàn)了遠(yuǎn)超人類認(rèn)知的景象，引起科學(xué)家的深思，難道如今的宇宙理論要被改寫了。

遠(yuǎn)超人類的景象

2006年，美國的肯尼迪航天發(fā)射中心發(fā)射了一枚專門探索冥王星航天探測(cè)器，并將其命名為新地平線號(hào)探測(cè)器。

新地平線號(hào)探測(cè)器

2015年新地平線號(hào)探測(cè)器成功抵達(dá)冥王星，并且在它的運(yùn)行軌跡上采集了相關(guān)數(shù)據(jù)，至此該探測(cè)器的原定任務(wù)也就完成了。

由于探測(cè)器比原本預(yù)計(jì)的時(shí)間提前抵達(dá)了2年左右，當(dāng)中還有充足的燃料和電力支撐它的探索，于是讓其繼續(xù)往太空深處進(jìn)發(fā)。

它的下一個(gè)探測(cè)任務(wù)是柯伊伯帶，這是由諸多小行星碎片組成的天體結(jié)構(gòu)，像甜甜圈一般將太陽系包裹在內(nèi)。

柯伊伯帶

此前旅行者姐妹號(hào)已經(jīng)進(jìn)行了初步探索，由于任務(wù)目的不同，采集的數(shù)據(jù)有限，如今新地平線號(hào)探測(cè)器是為了補(bǔ)足相關(guān)數(shù)據(jù)。

當(dāng)該探測(cè)器來到64億公里以外的柯伊伯帶時(shí)，反饋到地球的照片讓所有科學(xué)家都非常吃驚。

原來，新地平線號(hào)探測(cè)器傳回的照片太過“明亮”，已經(jīng)超出了科學(xué)家對(duì)該區(qū)域光亮的推測(cè)。

新地平線號(hào)探測(cè)器傳回的圖像

會(huì)不會(huì)是科學(xué)家的推測(cè)有誤呢？如果差異只有“一星半點(diǎn)”推測(cè)失誤是很正常的，但是照片和預(yù)算差得也太多了，后來又對(duì)柯伊伯帶的位置和太陽光輻射進(jìn)行了多次計(jì)算，最終確認(rèn)科學(xué)家們的計(jì)算是沒有問題的。

唯一的解釋就是，在柯伊伯帶當(dāng)中含有人們看不見的物質(zhì)，在“反射”太陽的光輻射，如此一來才會(huì)有明亮的環(huán)境。

柯伊伯帶位置

推測(cè)到這里，科學(xué)家都不約而同地聯(lián)想到宇宙當(dāng)中神秘的暗物質(zhì)，它是宇宙的重要組成部分，看不見摸不著，但確確實(shí)實(shí)存在的物質(zhì)。

神秘的暗物質(zhì)

1922年，天文學(xué)家卡普坦在例行對(duì)星體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)候，意外發(fā)現(xiàn)了它們特殊的運(yùn)動(dòng)方式，并就此推斷，在宇宙當(dāng)中可能存在一種異于認(rèn)知的物質(zhì)。

此后，一批又一批的科學(xué)家按照卡普坦的思路，對(duì)宇宙暗物質(zhì)的存在進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果都未能證實(shí)宇宙當(dāng)中確實(shí)存在這樣的物質(zhì)。

宇宙的構(gòu)成 扇形圖

直到1933年茲威基在觀察星團(tuán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)可能存在的。

因?yàn)樾菆F(tuán)在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，速度已經(jīng)超過了本身質(zhì)量所產(chǎn)生的引力效果，也就是說一定有一種物質(zhì)在推動(dòng)著它的運(yùn)動(dòng)。

到了1980年，已經(jīng)出現(xiàn)了一大批數(shù)據(jù)表明，暗物質(zhì)可能真的存在于宇宙當(dāng)中，即使至今都沒能直接觀察到，但大部分科學(xué)家還是如此堅(jiān)信。

并且，其中一部分科學(xué)家已經(jīng)利用宇宙模型，推測(cè)出了暗物質(zhì)的性質(zhì)。

暗物質(zhì)構(gòu)想圖

首先就是看不見摸不著，它的內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)很有可能是未被人類認(rèn)知的類粒子組成的，比如軸子、具有惰性的中微子。

這兩種微觀粒子都是不可見的，比如說中微子的大小只有普通粒子的百萬分之一，并且非惰性的中微子基本上處于接近光速的移動(dòng)狀態(tài)。

其次，暗物質(zhì)在宇宙中的占比非常大，它的物質(zhì)質(zhì)量占據(jù)整個(gè)宇宙質(zhì)量的85％。

也就是說，我們所在的銀河系以及其他星系加起來的總質(zhì)量還不足人家的1％，至于太陽的質(zhì)量，更是微不足道。

銀河系結(jié)構(gòu)圖

不過，暗物質(zhì)也是反牛頓萬有引力定律的存在，根據(jù)該定律，物體的質(zhì)量越大，它所具有的引力用作也就越強(qiáng)。

比如太陽的質(zhì)量占據(jù)了整個(gè)太陽系的99％以上，它的有效引力作用到了百億公里外的區(qū)域。

而地球的有效引力范圍則非常有限了，而且萬事萬物都存在引力，就連人類也是如此，只不過我們的引力小，對(duì)物體的作用忽略不計(jì)。

但奇怪的是，為什么暗物質(zhì)占據(jù)了如此大的質(zhì)量，卻沒有將宇宙的物質(zhì)吸引到一個(gè)地方呢？

暗物質(zhì)

這是令人難以理解的，科學(xué)家也在研究的過程當(dāng)中。

不過我們從這里可以看出，暗物質(zhì)所擁有的奇異特征，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的認(rèn)知，如果研究得足夠透徹，如今的很多宇宙學(xué)理論恐怕是站不住腳。

宇宙的起源和暗物質(zhì)

同時(shí)，暗物質(zhì)也是非常古老的存在，科學(xué)家猜測(cè)它的年齡大概和宇宙差不多，起碼有100億年的歷史。

當(dāng)然，目前為止，科學(xué)家還不確定它是否和宇宙一起誕生，但是我們可以大膽去猜測(cè)。

假如暗物質(zhì)是和宇宙大爆炸一起誕生的，按照現(xiàn)有的理論來看，它和其他物質(zhì)一樣在爆炸之后都被壓縮在一個(gè)奇點(diǎn)當(dāng)中。

宇宙大爆炸

但有一個(gè)矛盾的問題是，暗物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光速，否則我們存在的宇宙無法在引力作用下形成如此巨大的結(jié)構(gòu)尺度。

那么，它又是如何從一個(gè)奇點(diǎn)當(dāng)中，拋射到整個(gè)宇宙的呢？

所以，我們不妨更大膽的猜測(cè)，也許宇宙并不是大爆炸產(chǎn)生的，畢竟宇宙大爆炸只是一個(gè)被諸多科學(xué)家相信的理論，并不是事實(shí)。

有的科學(xué)提出，宇宙就是一個(gè)巨大的泡泡，也就是泡泡膨脹說。

泡泡膨脹說構(gòu)想

它的膨脹速度其實(shí)并沒有那么迅速，當(dāng)我們存在的宇宙和其他宇宙發(fā)生交接的時(shí)候，兩個(gè)宇宙接融合在了一起，形成更大的宇宙。

就像是兩個(gè)泡泡融合在一起，這也很好地解釋了為什么宇宙當(dāng)中會(huì)廣泛分布著暗物質(zhì)。

堅(jiān)持該學(xué)說的科學(xué)家堅(jiān)信，宇宙之外的平行宇宙是存在的，所有平行宇宙存在的空間是一個(gè)巨大的混沌時(shí)空。

不可否認(rèn)的是，這種說法是離奇的，不過也為科學(xué)家的研究提供了一種設(shè)想。

暗物質(zhì)的“兄弟”

暗物質(zhì)還有個(gè)兄弟，那就是暗能量，它在出現(xiàn)之后，就在宇宙當(dāng)中加速膨脹。

暗能量

和暗物質(zhì)不一樣，暗能量是處于活躍狀態(tài)，它們?cè)诨钴S的過程當(dāng)中，很有可能以暗物質(zhì)為“食物”。

所以，目前宇宙的發(fā)展趨勢(shì)就是，暗物質(zhì)在減少，暗能量也在不斷加速膨脹。

在整個(gè)巨大的宇宙天體結(jié)構(gòu)當(dāng)中，存在“宇宙墻”，它是星系之間的空洞區(qū)域大，當(dāng)中的物質(zhì)密度小得驚人，往往幾十光年才會(huì)出現(xiàn)一個(gè)星體。

科學(xué)家猜測(cè)，這是暗能量暴漲的結(jié)果，它們?cè)谶^程當(dāng)中，擠占了原本星系的“地盤”，再加上引力作用的影響， 出現(xiàn)了一大片空洞區(qū)域。

暗能量構(gòu)想圖

不論是暗物質(zhì)還是暗能量，都未能被科學(xué)家直接觀測(cè)到，一旦被人類捕捉，或許就能夠揭開宇宙的大部分奧秘。

所以，如今不少科學(xué)家也在致力于這“兩兄弟”的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，未來可期。