暗物質知多少

概 況

暗物質是宇宙中的一種不可見物質，它是宇宙質量的主要組成部分，是現在宇宙引力的重要來源。現代天文學測定，宇宙中暗物質佔物質總質量的85%、佔整個宇宙總質能的26.8%。暗物質還在研究階段，根據現有研究成果和宇宙種種跡象可知，暗物質是一種瀰漫在宇宙中的特殊家族成員。

暗物質是由能量轉化而來的。有的暗物質是由能量通過耦合成深層次的基本粒子而形成，稱此爲粒子型暗物質；有的暗物質是宇宙超高密度和超大壓力下，物質質量極度壓縮成的極超級微型小黑洞，稱此爲黑洞型暗物質。不管是粒子型暗物質，還是黑洞型暗物質，都具有質量的特徵，都有引力作用。

形 成

宇宙大爆炸理論認爲，宇宙是由一個能量超級大、體積無限小的奇點爆炸產生，其經歷了暴脹、滯脹和膨脹階段，現在還在一直膨脹，並且在將來相當長的時期內還會繼續膨脹下去。根據爆炸理論知，在宇宙形成初期的一瞬間，宇宙是一個極其高能量、高壓力、高密度的特殊時空，在這樣的宇宙時空中只有純能量以及純能量形成的時空場，隨着宇宙溫度的不斷下降、宇宙空間的不斷擴大，一些基本粒子相繼出現，進而形成星球、天體星系等等。

宇宙形成繼而發展的動態過程中，在滯脹階段出現並開始演化以後，暗物質纔開始陸續出現。值得注意的是，不一定是暗物質導致宇宙的滯脹，但一定是滯脹階段開始以後纔出現了暗物質。因爲暗物質具有吸引力，卻當時的時空又非常狹小(相比現在的宇宙空間)，如果暴漲時期出現大量暗物質，就勢必要影響暴漲的速度，這樣暴漲就會變爲滯脹。所以大部分暗物質是在暴漲以後的滯脹階段和膨脹初期出現；至少是在暴脹階段的末尾出現，但這種可能性極小。在膨脹初期以後到現在，以及以後的宇宙時間裡可能出現一些暗物質，當然也可能有一些暗物質演變，但這只是大海中泛起的一絲絲漣漪。

前面說，暗物質是由能量轉化而成。說的沒錯，宇宙初期的能量在演化過程中，先耦合成一些基本初原粒子，然後逐漸結合成微觀粒子、化學物質以及各種天體物質。在這演化的過程中，有一種特殊物質——暗物質應運而生。但由於演化的環境不同(隨着宇宙的發展，宇宙時空的性能在不斷變化，如溫度降低、密度減小等等)，以及耦合機制的有別，最終形成的暗物質有所區別。有些暗物質是由能量形成的基本粒子，有些暗物質是由能量進一步形成的超級微型黑洞。粒子型暗物質有熱暗物質，如中微子；也有冷暗物質，現在還在尋找階段。黑洞型暗物質，是在基本粒子形成以後，一些有質量的物體在宇宙超大壓力下深度塌陷後形成的特殊天體。另外，如果把宇宙萬物分成，普通物質、普通能量、暗物質、暗能量和奇點純能量的話，黑洞就應該歸劃到暗物質一類，當然黑洞也可以劃分爲第六類物質。

性 質

當今物理界對暗物質瞭解甚少，推導預知其性質有如下：

第一，暗物質具有引力，它是宇宙中引力的主要來源。第二，暗物質具有質量，也有慣性。第三，暗物質高度穩定，基本不會演變成其他物質，除非在極度條件下才可以演變，比如在宇宙形成伊始或宇宙收縮末期。第四，暗物質的運動速度遠低於光速，是“冷暗物質”；只有極其少數的熱暗物質，其速度在光速數量等級附近，比如中微子。第五，粒子型暗物質除了引力之外，還可能有弱相互作用，但基本不參與電磁作用和強相互作用。第六，黑洞型暗物質具有黑洞的性能，但由於是超級微小型，所以除了外顯引力外，基本不和其他物質發生別的作用；它的尺寸可以和微觀粒子相比擬，甚至更加極其微小。以上就是暗物質現在推知的一些性能，對於其他性能只能在以後的研究中慢慢探索，過程雖然是艱難而漫長的，可能需要幾代人的求索，但結果一定不負有心人。

結 局

暗物質由於高度穩定，所以它誕生以後基本是長青之樹。大部分暗物質在宇宙滅亡之時，轉變成能量；少部分暗物質可能在中途轉化。如黑洞型暗物質可能在宇宙沒到滅亡時，塌陷成奇點；當然也可能以霍金輻射蒸發掉。但塌陷成奇點的可能性非常小，原因是其質量太小，即使大質量的黑洞要塌陷成奇點也需要極其漫長的歲月，更何況是黑洞型暗物質這樣的物質呢？霍金輻射也只是一種可能性，因爲黑洞型暗物質是在極度惡劣的宇宙條件下形成的特殊物質，所以在現有的一般宇宙環境下，要把它蒸發掉談何容易。不管是什麼樣的情況、何等結局，暗物質從大的範圍來看是高度的穩定，在相當長的歲月內是長壽不老物，即使到了生命的垂危時期，他只能迴歸爲能量狀態(完美的奇點內是純能量)。終點回到起點，視死如歸也！完美的循環，萬物的規律，即使努力的終點是原點，但過程是精彩絕倫的。

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