作者：陳麒云
暗物質的觀測
1. 重力透鏡效應
愛因斯坦的廣義相對論提到，重力會導致時空扭曲，而光在宇宙中行進於被重力吸引而彎曲的現象就被稱為「重力透鏡效應」（圖五）。重力越大的天體，造成的重力透鏡程度也越大，科學家能利用這點建構出宇宙的質量分佈圖，進而推算多餘的質量，也就是暗物質在宇宙中的分布。
圖五：重力透鏡產生的愛因斯坦環。圖源：NASA
2. 宇宙微波背景輻射
宇宙微波背景輻射是大霹靂後遺留下來的微波熱輻射，是觀測宇宙學的基礎，這些觀測中最著名的當屬宇宙背景探測者（COBE）。COBE在1992年第一次觀測到宇宙微波背景輻射的溫度起伏（各向異性），而各向異性很好的解釋了宇宙暴脹模型。
宇宙暴脹模型說明，宇宙初期暴脹結束後，密度較大的區域因本身重力的影響而塌縮 ， 結果形成今日我們所見的星系和星系團，而這個程序必須借助於暗物質。也就是說，科學家可以由宇宙微波背景的溫度分布來推算暗物質的分布。
宇宙中的黑暗幽靈
暗物質對宇宙的影響可不只是讓光線彎曲、讓星系自轉加速這麼簡單而已。事實上，暗物質在宇宙的形成中，扮演了非常關鍵的角色。
138億年前，有個溫度極高、密度極大的微粒迸發出來，這個微粒就是由純能量組成的嬰兒宇宙，嬰兒宇宙在膨脹、溫度下降之時，能量凝結成暗物質粒子。暗物質粒子在極小的空間內相撞互滅，才形成了一般基本粒子。
後來，因為空間的膨脹，暗物質的對撞越來越少，宇宙中充滿了氫氣和氦氣，還有大量的暗物質聚積在膨脹宇宙的波動起伏中，形成重力強大的區域。暗物質群集的重力，吸引了大量的氫氣與氦氣雲，隨著密度越來越高，最後引了核融合，宇宙的第一批恆星就此誕生。
暗物質對撞產生一般粒子和能量，這樣的特性解釋了宇宙中超大質量黑洞的存在；而暗物質的強大重力，也說明了宇宙中星系串聯成絲狀結構的現象。有了暗物質，一切奇怪的現象都說得通，但這又使科學家對另一個問題產生疑惑：暗物質的本質到底是什麼？
在眾多可能是組成暗物質的成分中，最熱門的要屬大質量弱交互作用粒子（WIMPS）了。但大質量弱作用粒子會像幽靈一樣穿透正常物質，因此研究人員一直找不到結果。另外，一種科學家假設存在、被稱為惰性微中子（sterile neutrino）的粒子也有可能是組成暗物質的一種成分。
至今，人們對暗物質的了解還不夠深，誰知道，或許暗物質不只有一種，而是由多種人類偵測不到的粒子組成；或許暗物質根本是古老的一般物質，錯的是牛頓和愛因斯坦；或許暗物質之間的交互作用，產生了一個暗物質宇宙。我們不知道暗物質到底是什麼，但可以確定的是，要是沒有暗物質，我們根本不會存在。
1. 重力透鏡效應
愛因斯坦的廣義相對論提到，重力會導致時空扭曲，而光在宇宙中行進於被重力吸引而彎曲的現象就被稱為「重力透鏡效應」（圖五）。重力越大的天體，造成的重力透鏡程度也越大，科學家能利用這點建構出宇宙的質量分佈圖，進而推算多餘的質量，也就是暗物質在宇宙中的分布。
2. 宇宙微波背景輻射
宇宙微波背景輻射是大霹靂後遺留下來的微波熱輻射，是觀測宇宙學的基礎，這些觀測中最著名的當屬宇宙背景探測者（COBE）。COBE在1992年第一次觀測到宇宙微波背景輻射的溫度起伏（各向異性），而各向異性很好的解釋了宇宙暴脹模型。
宇宙暴脹模型說明，宇宙初期暴脹結束後，密度較大的區域因本身重力的影響而塌縮 ， 結果形成今日我們所見的星系和星系團，而這個程序必須借助於暗物質。也就是說，科學家可以由宇宙微波背景的溫度分布來推算暗物質的分布。
宇宙中的黑暗幽靈
暗物質對宇宙的影響可不只是讓光線彎曲、讓星系自轉加速這麼簡單而已。事實上，暗物質在宇宙的形成中，扮演了非常關鍵的角色。
138億年前，有個溫度極高、密度極大的微粒迸發出來，這個微粒就是由純能量組成的嬰兒宇宙，嬰兒宇宙在膨脹、溫度下降之時，能量凝結成暗物質粒子。暗物質粒子在極小的空間內相撞互滅，才形成了一般基本粒子。
後來，因為空間的膨脹，暗物質的對撞越來越少，宇宙中充滿了氫氣和氦氣，還有大量的暗物質聚積在膨脹宇宙的波動起伏中，形成重力強大的區域。暗物質群集的重力，吸引了大量的氫氣與氦氣雲，隨著密度越來越高，最後引了核融合，宇宙的第一批恆星就此誕生。
暗物質對撞產生一般粒子和能量，這樣的特性解釋了宇宙中超大質量黑洞的存在；而暗物質的強大重力，也說明了宇宙中星系串聯成絲狀結構的現象。有了暗物質，一切奇怪的現象都說得通，但這又使科學家對另一個問題產生疑惑：暗物質的本質到底是什麼？
在眾多可能是組成暗物質的成分中，最熱門的要屬大質量弱交互作用粒子（WIMPS）了。但大質量弱作用粒子會像幽靈一樣穿透正常物質，因此研究人員一直找不到結果。另外，一種科學家假設存在、被稱為惰性微中子（sterile neutrino）的粒子也有可能是組成暗物質的一種成分。
至今，人們對暗物質的了解還不夠深，誰知道，或許暗物質不只有一種，而是由多種人類偵測不到的粒子組成；或許暗物質根本是古老的一般物質，錯的是牛頓和愛因斯坦；或許暗物質之間的交互作用，產生了一個暗物質宇宙。我們不知道暗物質到底是什麼，但可以確定的是，要是沒有暗物質，我們根本不會存在。
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