星系為什麼能快速運動而不會飛散(圖)

萬有引力無法解釋星系為什麼能快速運動而不致于飛散。（圖片來源：Adobe stock）

人們發現宇宙是不斷運動，不斷發展的，而不是永恆不變。宇宙是活生生的，有開始，有發展，有未來，而不是一個機械的東西。大量的科學家致力於研究宇宙的產生與發展。人們開始認識到，萬有引力無法解釋星系為什麼能快速運動而不致于飛散，還認識到宇宙中能看得見，測量得到的只是宇宙物質極少的一部分。

在宇宙中，人類眼睛看不到的東西很多，而通過望遠鏡看到宇宙的圖像裡，我們看到的是星球，還有星系。星系是由很多星球組成的，我們看到星系的光是星系中眾多星球發出的光的混合。我們現在知道，星球只是這個宇宙中物質的0.5%，所以確確實實只是一小點，就像冰川上露出的一小點。我們已經知道，絕大部分的宇宙物質是暗的，不發光的。但我們知道它的存在，因為引力的作用。

如果我們觀察宇宙，1/3是暗物質。暗物質是使宇宙凝聚在一起的東西。我們知道它的存在。因為如果沒有這個暗物質，我們的銀河系和其它的星系就會飛散開來，正是這個暗物質的凝聚力穩固了我們的銀河系和其它星系。

除了暗物質以外，還有暗能量的存在。暗能量非常神秘，令人費解。暗能量佔宇宙的2/3，暗能量是將星系推開的力量。這種物質的引力成了斥力，它是導致宇宙膨脹的主要原因。所以，它決定著宇宙的命運。

這非常有趣，我們遙望天空，我們能看到星球，它們佔整個宇宙的0.5%，其餘的宇宙是我們看不見的，用望遠鏡也看不見。

我們不能直接看到暗物質、暗能量，但是我們可以從宇宙中的可見光來推論暗物質、暗能量的存在。

暗物質是人們在觀察星球和星系的運動時發現的。當我們觀察星系時，我們看到星系裡的星球運動得非常快，這一點是可測量的，只要有一點點光就可以測量。可是星球運動得是如此之快，這使得人們認識到必定還存在著除星球以外的物質。因為僅僅是這些星球的物質不能使星系凝聚在一起。當我們觀察巨星系，巨星系是很多星系的集合體，我們得出的結論也是一樣的。星系彼此圍繞地運動著，這種運動是如此之快，如果不是有別的物質，巨星系無法凝成塊。

暗能量更微妙一些，它的主要影響是宇宙的膨脹。哈伯太空鏡發現宇宙在膨脹，這種膨脹的速度在減慢呢還是在加快？

在1998年，兩個研究組分別發現了一個驚人的結果，那就是宇宙的膨脹在加快。這是非常非常意外的，從那以後，各種測量結果都得出了同樣的結論。

我們對宇宙膨脹的加速給了這樣的一個解釋，這個現象展示給我們有一種神秘的，叫做暗能量的東西的存在。暗能量的神秘之處在於它的重力現象不是引力而是斥力。

這是非常奇特的一種斥力，如果宇宙膨脹一直加速下去，那麼一千億年以後會是什麼樣呢？一千億年聽起來是很長的時間，一千億年以後絕大部分的星系都會離我們非常遠，星系的運動也會非常快，以致於我們完全看不到它們了。

我們並不肯定這個情況一定會發生，也有可能這種暗能量會消散、消失，以致於我們宇宙也掉回來，也有可能暗能量會消散一些，宇宙的膨脹會減緩。

我們看到的宇宙是發光的普通物質，由電子、中子、質子、光子組成的普通物質。這些東西能成為一塊一塊的原因就是因為看不見的暗物質的存在。是暗物質把它們拉到一起的。所以暗物質是一種影響，如果只有電子、質子、中子、光子這種普通物質，它們不會這樣團在一起，是暗物質把它們凝聚在那個位置的。

總而言之，我們知道很多，但是我們能理解的很少。