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【大紀元2月12日訊】宇宙之浩瀚與神奇，令人驚嘆和神往。朵朵星系的基本成分是像恆星那樣閃閃發光的“重子型物質”，但宇宙中還有相當一部分不怎么發光的“重子型物質”，例如星云、行星、矮星、黑洞等。所謂“重子型物質”，是指人們在地球上或實驗室內常常遇見的普通物質或其不同變態。
令人驚奇的是，全部“重子型物質”僅占宇宙的約4%，26%的宇宙成分是所謂“暗物質”，另有約70%是所謂“暗能量”。這些“暗物質”和“暗能量”是人們非常不了解的嶄新形態。宇宙不但成分特殊，而且并非像我們初看上去那樣是靜態的，宇宙其實是在動態地膨脹著。宇宙如此浩瀚，人類如此渺小，人們怎么知道“全宇宙”由哪些成分組成，而且還大体知道其比例，并得出如此驚人的結論呢？
我們通過高精密望遠鏡，可以觀測到遙遠的星体發出的星光光譜線向紅端移動。光譜紅移表明星体在退行，越遙遠的星体光譜紅移越大。如果宇宙等速膨脹，那么距离與紅移成正比，這就是著名的哈勃定律。1998年科學研究出現重大進展。科學家發現，宇宙并非人們一貫想象的那樣，由于衹有物質的存在而應該減速膨脹。相反，宇宙在加速膨脹。這標志著宇宙的主要成分不是物質，而是一種嶄新形態﹕“暗能量”。2000年，宇宙加速膨脹有了重要佐證，這就是宇宙微波背景各向异性的精確測定。
20世紀60年代初，科學家發現宇宙中普遍存在3K度微波背景輻射，其實它是高溫熱大爆炸宇宙經充分膨脹后的余溫，它相當均勻和各向同性。但是，3K度微波背景輻射有著萬分之一的非均勻性起伏，其中蘊藏了極其丰富的早期宇宙的寶貴信息。正是從這些信息的分析中，人們了解到宇宙是平直的，而且具有上述成分比例。不同方法的天文觀測，如星系團X射線分布、引力透鏡、宇宙年齡的推斷、大尺度結構演化等，給出了更多的佐證。宇宙僅有不到40%的“物質”，它包括了“重子型”和“暗型”。各項成果的交叉驗證基本證實了我們對宇宙的這一整体看法，這是非常了不起的成就。
然而，挑戰也是嚴峻的。“暗物質”的本質是未知的，它與我們普通的“重子型物質”間沒有電磁和強相互作用，因此很難探測到它，我們僅是靠其大規模引力效應才推知其存在。相當多的科學家寄希望于，“暗物質”就是推想中的超對稱擴充版的“粒子標准模型”中的所謂“中性微子”，但遠未從實驗上證實其存在。至于“暗能量”就更加神祕了。粒子物理可知作為“暗能量”可能形態之一的“真空能”或稱作“宇宙學常數”，但它們卻總是比宇宙學中所需要的“暗能量”高出了几十個量級。這預示著我們的基本物理存在重大缺陷和面臨危機。
另外，一種像“宇宙學常數”那樣的“真空能”的存在將主宰宇宙的未來，我們今天所能看見的星系都將加速飛离我們的視野，永無返還。因此我們必須結合粒子物理和宇宙學的最新成就，研究宇宙給基本理論帶來的嚴峻挑戰，展示一種使我們更感寬心的宇宙未來前景。(光明日報)
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