暗物质之谜：反重力

暗物质三维立体图

直到今天宇宙中最令人好奇不已的问题就是——宇宙中主要的物质和能量一直都没有被人类找到。科学家们希望能够对宇宙中所有的物质和能量列出一个详细的清单，以发现宇宙的其他部分究竟在哪里？

美国芝加哥大学的宇宙学家迈克尔·特纳说：“我成这些物质和能量为宇宙的‘阴暗面’，目前人类对于宇宙中的反物质和暗物质还知之甚少”。事实上，目前为止仅仅有4%的宇宙物质和能量被人类发现，剩余96%的物质和能量仍然不为人类所知，但科学家们正加紧在深层太空和地球内核两个方向进行探测研究，以期望能够揭开反物质和暗物质的秘密。
失落的物质
爱因斯坦著名的质能方程“E=mc2”描述了物质和能量的同一性，指出宇宙曾在很短的时间内，根据能量密度存在能量与物质相结合的存在状态，而问题是占宇宙物质总量高达22%的暗物质，至今仍然没有被找到，并且令人不解的是，这样大量的物质，竟然几乎没有对现存物质显示出一点因为万有引力而产生的拉力。根据科学家推论，暗物质是自我相吸引的，而对物质则不存在这种作用。
最初发现暗物质可能存在的证据是大约75年前，天体物理学家发现了在一群相互作用的星系间发生了气怪的现象，这些星系中的一些天体以极高的速度运动，而这些星系只有比其观测值重几百倍，所产生的万有引力才能束缚住这些天体。
位于美国伊利诺伊州的费尔米国家推进器实验室的天体物理学家斯科特·多德尔森说：“我们可以非常准确地预测太阳和地球的运动，但测量更远距离的天体时，异常就出现了。暗物质是存在这种异常的最佳解释，但是目前为止我们还没有确切的证据来证明暗物质的存在”。
另一个可能的证据是暗物质导致光的弯曲，这就好像一束光线在从空气射入水中时会发生折射一样。大质量的天体，例如太阳，就可以使传播的光线发生弯曲，反物质星云可能会在太空中制造出一个“泡泡”，使得其后方恒星或星系射来的光线被放大、扭曲甚至复制。不久前科学家们对“子弹星系团”进行观测时发现了引力折射现象，使得对反物质的探索又前进了一步。
为了得到更为确切的证据，科学家们希望发现并捕获一些反物质粒子，但是目前为止一切还停留在理论阶段。科学家们一直看好中微子这种粒子，它的质量很微小，同时不易于同物质发生作用。科学家们希望能够捕获大质量的中微子，以证明先前的理论，为寻找反物质指明道路。
反重力作用
也许对于反物质的所有未解之谜来说，最大的未解之谜就是关于暗能量的。这种不可见的能量被认为是广泛存在的，并且具有反重力作用。它有可能把互相作用的一群星系分离，并且产生很多宇宙中不能解释的排斥作用。科学家们一直认为暗能量的秘密是所有关于反物质的秘密中最大的一个，并且其能量密度可能占到了整个宇宙总能量的74%之多。可惜到目前为止针对暗能量的研究仅仅限于为其命名而已，一切研究都是刚刚起步阶段。
特纳博士将暗能量描述成“真正诡异的东西”，他说：“这是一种弹性互斥的作用，目前为止我们只知道它能产生什么作用，却不知道它到底是什么”。当天文学家还在宇宙中孜孜寻求暗物质的踪迹时，理论物理学家则在不断推算这种物质的作用机理。而针对揭开宇宙其余部分秘密的研究方兴未艾，我们将在摸索宇宙尺度和结构的道路上长期走下去。