百科：關(guān)于宇宙的九個謎團(tuán)

如今，天文學(xué)家已經(jīng)探測到了引力波。宇宙中還有什么在等待著人類去發(fā)現(xiàn)呢？下面就是一些令人困擾的關(guān)于宇宙的謎團(tuán)。
　　1.是什么引發(fā)了宇宙大爆炸？
　　大爆炸理論是迄今關(guān)于宇宙起源的最有影響力的一種學(xué)說。但是，一個令人“腦洞大開”的問題是：是什么引發(fā)了宇宙大爆炸？137億年前宇宙時空誕生之前發(fā)生了什么，或者所謂的“之前”根本不存在？科學(xué)家提出了一系列理論，如“大反彈”“多元宇宙”“循環(huán)宇宙”“平行世界”等。根據(jù)多元宇宙理論，我們所在的宇宙只是大量宇宙中的一個，宇宙的數(shù)量可能是無限的，并不斷有新的“后代”形成，每個宇宙就像漂浮在肥皂泡海洋中的一個肥皂泡。
　　2.宇宙將如何終結(jié)？

　　科學(xué)家不僅好奇宇宙的起源，還關(guān)心宇宙的終結(jié)，是“大收縮”，是“大凍結(jié)”，還是“大撕裂”？如果暗能量不足以抵御最終占據(jù)支配地位的引力，整個宇宙就可能坍縮成一個奇點，與“大爆炸”正相反；或者暗能量使宇宙進(jìn)入緩慢、漸進(jìn)的膨脹，所有的物質(zhì)死寂于絕對零度附近；若暗能量壓制了其他所有力量，就會讓宇宙的結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲，導(dǎo)致“大撕裂”。宇宙的終極命運如何，還不得而知。
　　3.引力為什么這么奇怪？
　　引力雖然是宇宙四大基本力之一，可是與其他幾種力相比引力實在是太微弱了，一個人也能輕易地克服地球的引力騰空躍起。為了更好地描述引力，并把這種奇特的力和其他幾種力完美地用一種物理理論統(tǒng)一起來，科學(xué)家絞盡腦汁，還設(shè)想出“引力子”概念；另有看法則認(rèn)為，引力其實可能和其他三種基本力一樣強(qiáng)，但是它的影響作用流向了額外維度空間。
　　4.除了黑洞，是否還有白洞？
　　愛因斯坦廣義相對論證明了黑洞的存在，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾個黑洞，其中一個就處于銀河系的中心。不僅如此，通過愛因斯坦的方程式還能證明白洞的存在。與黑洞相反，白洞向外部區(qū)域提供物質(zhì)和能量，但不能吸收外部區(qū)域的任何物質(zhì)和輻射。白洞尚未經(jīng)過觀測證實，如果發(fā)現(xiàn)了白洞，那么很多宇宙問題就可以迎刃而解了，比如“構(gòu)成星系的物質(zhì)從何而來”等等。
　　5.“費米氣泡”是如何形成的？
　　人們已經(jīng)知道銀河系中存在超大質(zhì)量黑洞，但令人吃驚的是，黑洞似乎“吹出”兩個對稱而巨大的“氣泡”，跨度達(dá)到5萬光年，幾乎橫跨銀河系中央，與銀河系盤面相互垂直。這個被稱為“費米氣泡”的結(jié)構(gòu)是科學(xué)家2010年利用費米伽瑪射線望遠(yuǎn)鏡觀測到的，認(rèn)為其可能來源于200萬年前的一次大爆發(fā)。研究還顯示，氣泡中包含了硅、碳以及鋁元素，這表明其中的物質(zhì)可能來自質(zhì)量較大的恒星，也可能是黑洞吞噬恒星后釋放出的噴流。目前，天文學(xué)家還在觀測這次大爆發(fā)的余波。
　　6.如何讓暗物質(zhì)“現(xiàn)形”？
　　科學(xué)家推斷，宇宙中大約1/4的部分是暗物質(zhì)。暗物質(zhì)雖不可見，但卻必須存在，否則星系就不會形成，宇宙就進(jìn)化不成現(xiàn)在的樣子。如何找到暗物質(zhì)呢？科學(xué)家考慮用三種方法：一是模擬宇宙大爆炸，二是探測暗物質(zhì)粒子與普通粒子碰撞發(fā)出的信號，三是發(fā)射探測器，在太空中捕捉暗物質(zhì)的蹤影，如2015年我國發(fā)射的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”。
　　7.這個星系為什么是矩形？

　　大多數(shù)星系都呈圓盤狀、橢球狀或不規(guī)則球狀。2012年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)在7000萬光年以外的一個名為LEDA 074886的星系卻呈現(xiàn)出奇特的矩形，酷似祖母綠切割后的形狀，并推測其可能是兩個螺旋星系碰撞而形成的。
　　8.脈沖星的脈動“開關(guān)”在哪里？
　　脈沖星這類星體會周期性地發(fā)出電磁脈沖信號，故因之得名，科學(xué)家認(rèn)為它們是快速旋轉(zhuǎn)的中子星。脈沖星的電磁信號“開關(guān)”究竟在哪里呢？2008年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆脈沖星的電磁信號關(guān)閉達(dá)580天，由此推斷出開關(guān)周期與導(dǎo)致脈沖星自轉(zhuǎn)速率降低的磁流體有關(guān)。但是，磁流體又為什么會有波動呢？
　　9.鋰都去哪兒了？
　　鋰是繼氫和氦之后最輕的一種元素。根據(jù)宇宙大爆炸理論，鋰元素應(yīng)該像氫、氦一樣在宇宙中含量很豐富。可是，天文學(xué)家對130億年前的3顆罕見早期恒星進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其中鋰元素的數(shù)量大大低于理論值。這些存在于宇宙誕生之后數(shù)億年的古老恒星被認(rèn)為攜帶著大爆炸產(chǎn)生的“原材料”。有人認(rèn)為鋰可能處于望遠(yuǎn)鏡觀測不到的恒星內(nèi)部，還有人推測可能是軸子——一種假想的亞原子粒子，把鋰原子的質(zhì)子吸收了，一部分鋰元素也就不存在了。
　　【責(zé)任編輯】龐 云