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组成宇宙的物质:暗物质,暗能与反物质

天文学家认为,组成恒星、行星、星系——当然还有我们——的物质,或者叫普通物质,只占宇宙总质量的不到4.4%。他们估计,另外23%,可能是由尚未发现的粒子组成的暗物质。剩下的73%呢?天文学家认为那可能是暗能量——让宇宙加速膨胀的力量。

1.看得见的正常物质

无数颗星星在茫无涯际的宇宙中运动着。我们看得见的星星,绝大多数是恒星。看上去它们好象是冷的,但实际上每颗恒星都是一个火热的太阳。恒星有各种各样,但是全都是灼热的庞大的气体球,全都是发光发热的。从这颗星星到那颗星星的距离,每秒钟能飞十六点七公里的宇宙船得走几万年。

还有难于计算的由尘埃和气体组成的星云,浮游在星星和星星之间,浮游在宇宙空间里,阻碍星光的通过。这些星云有的厚到几万亿公里,本身并不发光,如果在附近有恒星,它就反射出光亮,叫做亮星云。否则它就是暗黑的,叫做暗星云。

宇宙里的发光的星星,还有亮星云、暗星云等,都是宇宙中的正常物质。

大约一千万万颗以上的恒星组成一个铁饼形状的东西,我们把它叫做银河系,太阳也在其中。宇宙里有千千万万个象银河系一样的恒星系,这些恒星系大都有一千万万颗以上的恒星。

2.看不见的暗物质

考虑一下恒星和星系为什么旋转得这么快,例如银河系每2亿年就要旋转一次。这样巨大的旋转速度就有足够的力量把整个银河系撕裂开来。银河系是靠物质引力维系在一起的,仔细分析,维系银河系的物质引力太弱,不能“勒住”高速旋转的银河系这匹“野马”,除非有很多看不见的暗物质在暗地里施加一个额外的力把银河系成员“勒”在一起。另外,星系团里的星系也在快速旋转,那又应该是暗物质使整个星系团内的星系维系在一起的。

而正常物质在万有引力作用下,将往星系中央集中。这与观测是不符的。所以,不管看不见的暗物质性质如何,它们都不能进行核聚变。这种不允许进行核聚变的暗物质一种可能就是“冷的暗物质”,它们是大质量亚原子粒子,其质量是质子的许多倍。单个的大质量亚原子叫做“弱作用大质量粒子”,它影响正常物质,相互之间由弱核力和引力作用,对电磁力和束缚质子和中子的强核力不敏感。由于它们不进行核聚变,所以彼此通过时不发生碰撞。

3.暗能与反物质

“威尔金森微波各向异性探测器”的观测表明,宇宙中除有正常物质和暗物质外,还有暗能。暗能是一种特殊的宇宙物质,它能产生负引力,使宇宙加速膨胀。

反物质的原子由带负电的原子核与带正电的电子组成,1997年,科学家宣布在银河系中心发现了反物质。

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