宇 宙 由 什 麼 物 質 組 成
Finding out what makes up the Universe
二 零 零 一 年 四 月 April 2001

 強 力 証 據 指 出 宇 宙 是 平 坦 的
 尋 找 宇 宙 失 去 的 質 量
 太 空 中 的 水 份 比 預 期 的 少

美 國 賓 夕 凡 尼 亞 大 學 的 科 學 家 發 現 ， 我 們 認 識 的 物 體 如 星 球 、 慧 星 、 宇 宙 間 的 氣 體 和 灰 塵 等 只 是 組 成 宇 宙 內 物 質 的 百 分 之 五 ， 其 餘 的 百 分 之 九 十 五 物 質 是 一 些 我 們 看 不 見 的 東 西 ， 包 括 黑 暗 的 物 質 ， 黑 暗 的 能 量 和 中 微 子 。

賓 夕 凡 尼 亞 大 學 (University of Pennsylvania) 的 狄 麥 加 博 士 (Dr. Max Tegmark) 解 釋 說 ， 他 們 研 究 了 從 宇 宙 (universe) 微 波 (microwave) 背 景 發 出 的 光 線 ， 發 現 這 些 光 線 是 在 一 百 四 十 億 年 前 宇 宙 大 爆 炸 (Big Bang) 時 發 出 的 ， 這 些 光 線 是 來 自 一 個 不 透 明 的 、 持 續 膨 脹 的 幕 牆 ， 這 一 個 幕 牆 仿 佛 是 規 定 宇 宙 邊 界 的 牆 壁 。

科 學 家 發 現 ， 百 分 之 五 的 宇 宙 質 量 (mass) 是 星 球 (stars) 、 宇 宙 間 的 氣 體 和 灰 塵 組 成 ， 其 餘 的 百 分 之 三 十 三 質 量 是 由 一 種 移 動 緩 慢 的 寒 冷 黑 暗 的 物 質 (cold dark matter) 組 成 ， 科 學 家 看 不 見 這 些 物 質 ， 只 可 以 從 這 些 物 質 的 引 力 (gravity) ， 而 知 道 這 些 物 質 的 存 在 。

另 外 百 分 之 六 十 二 的 宇 宙 質 量 是 由 一 種 黑 暗 的 能 量 (dark energy) 組 成 ， 科 學 家 也 看 不 見 這 些 能 量 ， 只 可 以 從 這 些 能 量 的 引 力 而 推 論 出 能 量 的 存 在 。

還 有 百 分 之 零 點 一 的 宇 宙 質 量 是 由 中 微 子 (neutrino) 組 成 ， 這 些 中 微 子 是 移 動 速 度 的 、 中 性 的 微 細 粒 子 ， 科 學 家 稱 這 些 中 微 子 為 熱 的 黑 暗 物 質 (hot dark matter) 。

根 据 愛 因 斯 坦 (Albert Einstein) 的 理 論 ， 假 使 宇 宙 是 充 滿 過 多 的 能 量 時 ， 它 的 形 狀 便 像 球 體 形 ， 這 種 形 狀 會 將 遠 處 的 星 球 放 大 ， 假 使 宇 宙 是 缺 乏 能 量 ， 它 的 形 狀 便 像 鞍 子 形 ； 從 觀 察 宇 宙 的 微 波 背 景 ， 科 學 家 認 為 宇 宙 是 平 坦 的 ， 因 此 ， 宇 宙 的 能 量 是 剛 好 平 衡 。

圖 中 所 見 ， 是 科 學 家 利 用 太 空 總 署 的 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 拍 攝 到 宇 宙 深 處 的 照 片 。

Photo courtesy of NASA

C-Science 1999-2001 版 權 所 屬 ©  Copyright