俗话说“耳听为虚,眼见为实”,但是随着人类科学的发展,眼睛看到的东西也不一定是真实的,视频和照片都可以通过技术合成,利用光线也可以投影出立体的影像,甚至是利用虚拟现实技术和脑机接口结合,在大脑内制造出虚拟的景象。
随着科技的一步步发展,或许“真实”和“虚假”会越来越难以区分,当然通过科学手段,还是可以分辨眼睛看到的景象究竟是真是假的,那么在宇宙是否存在人类看不见,科学家也测不到的物质或者能量呢?
现代宇宙学认为,宇宙诞生于137亿年前的一场大爆炸,经历了一段“从热到冷,从小到大”的膨胀过程,在这个过程中随着宇宙不断膨胀和降温,我们熟悉的日月星辰才逐渐出现。
但是,现代研究证明,不论是恒星还是黑洞,其实都不是宇宙的主角,它们只是在引力的影响下随波逐流,宇宙中存在人类看不见的“掌控者”,这种人类无法观察的能量和物质,才是宇宙的主要组成部分,甚至掌控着宇宙的膨胀和稳定。
这种“不可见物质”就是科学家常说的“暗物质”和“暗能量”,早在古希腊时代,哲学家亚里士多德就提出,地球上存在一种肉眼不可见的物质,高悬于天空之上,被称为“以太”。
随着科学的逐步发展,以太成为了帮助物理学家思考和探索宇宙的一种假想物质,当时的科学家普遍认为,宇宙中不存在超远距离作用,任何力的传递都需要“介质”,就像是声音的传播需要空气,引力和电磁力的传播也应该需要某种介质,而这种介质就被称为是“以太”。
这个阶段的以太不只是形容天空,变成了一种假想中充满整个宇宙空间的物质,并且随着科学的发展,以太也成为了“光波”的介质,牛顿本人也认同宇宙中不存在超远距离作用,认为“以太”就是引力的介质。
随着科学的逐步发展,传统的以太理论随着相对论和量子力学的出现已经没落,这种存在于假想中的物质并不存在。在微观世界中存在大量的粒子,同时宇宙中的真空也不是绝对的真空,量子涨落促使着虚粒子的出现和消失,目前的四大基本力中引力用相对论解释,其他三种基本力由量子力学解释,并不需要一种假想中的粒子成为电磁力的介质。
既然“以太”并不存在,那么究竟是什么在暗中掌控着宇宙,促使宇宙膨胀和空间的稳定呢?虽然以太被否认,但是以太代表的意义没有消失,比如宇宙不存在超远距离作用,所谓的“真空”并不是真正的空无一物。
在二十世纪初,天文学家在大量的天文学观测中发现,一些星系和天体的运动违背了万有引力的理论,于是科学家推断,宇宙中存在一种不可见物质,在暗中影响着天体的运动。比如一个星系团,其实以星系团本身的质量产生的引力,是无法把星系都束缚在星系团中的,但是实际情况却是,星系团中天体仍然保持稳定组合在一切。
这证明,这个星系团中应该存在大量的不可见物质,整个星系团的质量应该是人类观察到的百倍以上。同时,通过“宇宙微波背景辐射”,人类可以估算出宇宙中物质的总质量,人类目前可以观察到的物质,其实只是宇宙整体质量的很小一部分。
目前人类无法直接观察到暗物质,但是宇宙中有大量证据证明,这种人类肉眼不可见的物质确实存在于宇宙中,并且暗物质应该存在一定的质量,否则无法对引力作用产生影响。
但是暗物质在宇宙中几乎无处不在,科学家认为,正是暗物质在维持着宇宙空间的稳定,它就像是“强力胶”一样把一切粘合在一起,和暗物质相互对应的是“暗能量”,如果说暗物质是维持宇宙稳定的关键,那么暗能量就是背后驱使宇宙运动的“幕后黑手”。
暗物质和暗能量都不会对电磁力产生作用,也不会和光波发生作用,因此用人类的科技手段无法观察到暗物质,但是有众多证据从侧面证明暗物质和暗能量确实存在于宇宙中。暗能量就是促使宇宙膨胀的力,在宇宙膨胀的过程中一部分暗物质可能会被转化为暗能量,最终可能会导致宇宙空间不稳定发生“撕裂”。
总结:
科学家用了几百年,一直试图证明宇宙中存在某种不可见物质,这种物质掌控中宇宙中的天体运动,也在维持着宇宙的稳定的和运动,随着科学的一步步发展,暗物质在暴露在人类眼前。