宇宙中的暗物质到底是什么（宇宙中的暗物质）

在物理学和天文学领域，常常会出现一些新词，比如：暗物质、暗能量、反物质。这些概念对于一般人来说，第一次听到会感到不知道所云。不过，客观地说，它们是真实存在的东西，当你对它们有一定了解时，你会感到宇宙的神奇，同时对于我们所在的这个宇宙有更深刻的理解。今天，我们就一组一组地讲，首先是物质和反物质，然后是物质、暗物质和暗能量。

在我们这个宇宙当中，存在着时间、空间和物质。所谓的物质就是各种天体，包括人和动物在内。物质是由粒子构成的，粒子中包括了分子、原子等等。

原子并不是物质的最小构成单位，因为原子还可以继续再分成原子核和电子。原子核还可以继续再分为质子和中子。

质子和中子还可以继续分为夸克，只是由于夸克禁闭，到目前为止，我们还没有办法直接观测到夸克的存在，但通过轰击质子和中子，分析偏转角度，我们就会知道，质子内部还有结构。

按照目前主流的科学理论，我们知道，宇宙诞生于138亿年前的一场大爆炸。目前，我们并不知道为什么会有这场大爆炸。当然，按照宇宙学和量子力学，科学家认为这场大爆炸来自于量子真空（假真空）的量子能量扰动（量子涨落）。当然，目前这还只是猜测，某种程度上看，我们也很难验证这个说法到底对不对。

宇宙大爆炸之后，宇宙处于一种纯能量的状态，当时宇宙内有大量的高能电磁波（光子）。光子和光子如果对撞，就会发生反应。这个反应不是化学反应，而是从光子转变为其他粒子。比如，一对高能光子对撞后，可能会产生一个正电子，一个电子。所谓正电子就是电子的反物质粒子。（其实光子的反物质粒子就是光子自身。）

所以，你发现没有？这个宇宙原本其实是很对称的，一个正电子，就会对应电子。同样地，一对光子对撞也可能会产生质子和反质子。因此，一个质子，就会对应反质子。至于光子对撞会产生什么样的粒子，取决于光子自身的能量，我们把能撞出粒子所对应的这个温度称之为阈值温度。

这里的正电子和反质子就是反物质。如今科学家在一些宇宙的高能射线中，还能够发现正电子的踪迹。

这里多说一句，量子力学有许多奠基人，其中有一位大神叫做狄拉克，当时海森堡和薛定谔从不同的角度诠释了量子力学的理论。而他把量子力学的理论和相对论进行结合，得到狄拉克方程，在这个方程中，就预言了反物质粒子的存在。

反物质和物质之间会发生湮灭，比如，正电子和电子就会湮灭，然后会完全转化成光子。

而同时，科学家还发现，宇宙大爆炸的早期，每10亿对的正反物质粒子会发生湮灭，但会有一个幸存者留下，而且每回都是正物质粒子，不过科学家也没有搞清楚为什么会这样。这些正物质最终构成了我们如今这个世界的各种物质。因此，我们都正物质。

暗物质和暗能量是这几年说的比较多的词汇，也是如今物理学和天文学的研究前沿。那它们到底是咋来的呢？

我们想说暗物质，我们都知道，宇宙中天体之间互相绕转是因为万有引力。如果一个天体绕转的速度变快了，要拉住它，不让它飞出去，那中心天体就需要提供更大引力。我们平时看到的链球比赛，运动员把链球甩起来时，甩的速度越快，要拽住的力就越大，如果力不够，链球就会被甩出去。

科学家就发现，在一些大星系周围，天体运动的速度要比理论值更高，这意味着牵引它们的引力要比理论值更大。那到底是什么在牵引它们呢？

按照如今的理论，科学家推测应该是一种我们观测不到的物质，也就是不参与到电磁相互作用上的物质，于是，就把它称为暗物质。

科学家还发现，几乎所有的大型星系都有暗物质存在，只有极个别的小型星系没有暗物质。这意味着暗物质其实是星系的粘合剂，如果它们突然不存在了，那么许多大型的星系就会分崩离析。

至于暗物质的具体性质，如今还是个迷，科学家还在想各种办法来搞懂它。

接下来，我们来说说暗能量。就像上文说到的，宇宙来自于一场大爆炸，大爆炸之后宇宙的空间距离的膨胀。但是我们知道宇宙中存在着物质和暗物质，它们都是提供引力的。因此，科学家就在思考，宇宙大爆炸之后，由于引力的存在，宇宙空间的膨胀速度已经是逐渐减慢的。但是这仅仅是猜测，最终还是要用观测来确定。

结果，这一观测，科学家傻眼了，宇宙非但没有减速膨胀，相反，宇宙正在加速膨胀。这就意味着一定存在某种东西，它提供了斥力，让宇宙加速膨胀。于是，科学家就把这个东西叫做暗能量。同样的，暗能量到底是什么，至今也是个谜一样，而且我们距离真正的答案还很远很远，科学家对于暗物质的了解要比暗能量更多，

虽然，我们不知道暗物质和暗能量的性质，但是这并不妨碍我们测算它们的含量。如今，科学家根据普朗克卫星的数据，结合现有的理论，已经可以估算出宇宙中物质、暗物质、暗能量的比例。暗能量所占比例最高，其次是暗物质，我们能观测到的可见物质仅仅占据不到5%。