- 宇宙是什么:探索宇宙的起源、結構與深層奧秘
- (日)村山齊
- 757字
- 2024-09-18 17:27:37
7.所有天體的質量僅為宇宙的0.5%
不過,讓我們這些研究者為之震驚的,并不只是超級神岡探測器的觀測結果。除此之外,關于“宇宙是由什么構成的”這一問題,新的事實也不斷地出現。
根據超級神岡探測器的觀測結果,我們知道了宇宙中所有天體的質量與所有中微子的質量相同。那么,大家是否能猜到“所有天體”在宇宙中占據了多大比例呢?
對于宇宙中的物質,我們一般只會想到恒星、行星等天體。如果所有中微子與所有天體的質量相同,那么似乎會產生“宇宙的50%是天體,剩下的50%是中微子”的觀點。
然而,研究者在后來的觀測結果中所發現的事實,徹底顛覆了這種觀點。就算把我們能看到的所有天體全部加在一起,它們也僅占宇宙總能量的0.5%,即使再加上宇宙中的所有中微子,它們也不過是宇宙總能量的1%。
細心的讀者可能會發現有些不對勁兒。我在前文說的是天體的“質量”,但在這里沒說“宇宙中物質的總質量”,而是用了“總能量”這個詞。不過,這并不是筆誤或印刷錯誤,只是依據愛因斯坦的相對論做了換算。
根據愛因斯坦的著名方程式E=mc2(能量=質量×光速的平方),物質的質量可以換算成能量來表示。因此,天體的質量也可以換算成能量來進行比較。
雖然所有的天體都由原子構成,但除此之外,宇宙空間中還存在很多原子。例如,星系也存在氣體,不過由于這些氣體不發光,所以我們無法觀察到它們,但這些氣體也是由原子構成的。
讀到這里,有讀者可能會想:“原來如此,宇宙中除了天體和中微子之外的99%,都是看不見的原子。”但是,現在下結論為時尚早。即使將天體和氣體等宇宙中所有的原子加在一起,它們也僅占宇宙總能量的4.4%。

圖1-4 宇宙的能量
我們在學校學到“萬物都是由原子構成的”,而且地球之外的天體也確實由原子構成。但是,2003年的發現告訴我們,宇宙的96%,其實是“原子之外的東西”。在剛步入21世紀之際,20世紀的“常識”就被徹底顛覆了。