在目前的宇宙学模型中,能被人类从电磁波频段“”看见”的物质,只占到宇宙质能总量的4.9%
“可见物质”之外,是占比26.8%的暗物质和占比68.3%的暗能量,迄今为止人类也能发现它们的的存在。
那么什么是暗物质呢?
这个问题要从1932年开始谈起,当时荷兰天文学家奥尔特(就是奥尔特云那个),发现银河系外侧恒星的运动速度超过了内侧恒星,出现这种情况只有两个解释,第一是万有引力定律错了,第二是存在“隐匿质量”,奥尔特按照常理,认为银河系还存在“未知的引力源”
一年之后,天文学家兹威基在星系团内,也发现了类似的现象,也就是“外侧星系运动速度,超过内侧星系”,也是从这个时候开始,天文学开始认真对待这种“未知的引力源”。
此后几十年,星系天文学的旋转曲线研究表明,宇宙中绝大部分星系都存在“看不见的引力源”,之所以称之为“看不见”,是因为这部分质量除了显示出引力效应外,不发射任何电磁波,所以人类的射电望远镜也看不到它们。
以上就是暗物质的发现和命名史,虽然人类目前还没直接“找到”暗物质,但随着技术水平的提高,暗物质早晚会“露出原型”
说完了暗物质,接下来就该反物质了
反物质从字面上理解,就是和现实世界物质完全相反的物质,更进一步来说,反物质就是由反粒子构成,而反粒子是由,正电子和反质子反中子组成的。
在一些“平行宇宙”作品中,那里的物质属性就和我们的宇宙完全相反。
而完全相反的后果,就是“正反物质湮灭”
在1905年的爱因斯坦狭义相对论中,质能方程E=MC无疑是最亮眼的存在,它除了为几十年后的原子弹提供理论解释外,还证明了“质能相当且可以互相转换”
根据质能方程,任何一克物质都蕴含着巨大的能量,但这种蕴藏在原子核中的能量,需要在高温高压下才能通过核反应被释放开来,而人类文明在掌握核裂变技术之前,最大的能量释放方式,也只是火药的化学反应而已,而化学反应是分子层面的能量释放,反应前后损失的质量基本上可以忽略不计,这也是为什么“化学反应前后质量守恒”的原因。
但反物质的迷人之处在于,它在和正常物质接触后,可以百分百湮灭彼此,然后化作纯量释放开来,也就是说反物质的质能转化率是100%,相较之下核聚变的转化率不过0.7%,核裂变更是只有0.135% 。
著名科幻小说作家刘慈欣,当年认真计算过反物质毁灭地球的可能性,最后认为只要有半吨反物质,就能威胁到整个地球世界,成为地球世界真正的“执剑人”
只不过理想很丰满,现实很骨感,目前人类完全没有能力大规模生产制备反物质,加速器中生成的微量反物质只能用作研究,无法被制造成武器,也无法被当作能源。
总结
反物质和暗物质,虽然在性质上大有不同,但都属于“宇宙”的一部分,它们的存在也说明,人类目前对“宇宙”的了解还很有限,希望科学家们在未来能靠它们,进一步揭开宇宙的神秘面纱,带领人类文明“升级”