宇宙大部分的物質(zhì)可能陷入古老的黑洞，在宇宙學(xué)領(lǐng)域有一個非常大的話題，大約80%的宇宙物質(zhì)在人們可觀測的視線之外，它們是宇宙中“迷失的物質(zhì)”，天文學(xué)家將大部分“不知去向”的物質(zhì)稱之為暗物質(zhì)，“星羅棋布”的暗物質(zhì)分布在宇宙的各個角落，它們產(chǎn)生了和普通物質(zhì)一樣的巨大引力，暗物質(zhì)質(zhì)量的巨大引力拖動了天體的運動，塑造了星系的外形，但迄今沒有一位科學(xué)家探測到了暗物質(zhì)的存在，除了引力的拖動效應(yīng)，暗物質(zhì)幾乎不與任何普通物質(zhì)發(fā)生相互的作用，恒星和行星、塵埃、原子和亞原子粒子等普通物質(zhì)只受暗物質(zhì)的引力作用，暗物質(zhì)的“暗”名符其實，它們是宇宙中看不見的物質(zhì)。

暗物質(zhì)的存在成了宇宙學(xué)中最大的神秘問題，科學(xué)家感受到的困擾幾乎持續(xù)了85年，什么時候能解開科學(xué)家的“心結(jié)”？暗物質(zhì)的謎團在未來幾年有解開的希望。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了引力波信號，在引力波物理學(xué)領(lǐng)域取得了歷史性的突破性，引力波的發(fā)現(xiàn)將會幫助科學(xué)家排除暗物質(zhì)一種可能的候選對象，暗物質(zhì)不再被認(rèn)為是由某種奇異的難以探測的粒子構(gòu)成。

引力波的發(fā)現(xiàn)使得科學(xué)家有理由相信，由兩個碰撞與合并的中等質(zhì)量黑洞組成了大質(zhì)量黑洞，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了在碰撞與合并過程中產(chǎn)生的引力波信號，中小質(zhì)量的黑洞在宇宙中似乎十分常見，它們被認(rèn)為是在宇宙大爆炸之后幾微秒形成的天體，這意味著宇宙大部分的暗物質(zhì)不是由奇異粒子構(gòu)成，而是它們陷入了黑洞。

科學(xué)家卡什林斯基和同事構(gòu)想了“黑洞暗物質(zhì)”的概念，宇宙的起源似乎有另外一番景象，暗物質(zhì)占到了宇宙總物質(zhì)的五分之四，它們在宇宙誕生的極早期已被所謂的原初黑洞吞噬，原初黑洞吞沒暗物質(zhì)的過程短暫而令人感到驚心動魄，暗物質(zhì)的“湮滅事件”發(fā)生第一批恒星誕生前的數(shù)百萬年?？ㄊ擦炙够茖W(xué)小組構(gòu)想的圖景讓人寢食不安，憂心忡忡，似乎有無數(shù)的古老黑洞在我們的周圍徘徊，虎視眈眈，它們“潛伏”在黑暗的宇宙空間，四處“覓食”的行為可能給人類帶來“食鑒出真知”的災(zāi)難，黑洞的“捕食者說”本領(lǐng)讓普通物質(zhì)不得“掉以輕心”，地球和太陽也可能成為漫游者黑洞的“食物”。

暗物質(zhì)說如何起源 ？1933年，瑞士天體物理學(xué)家弗瑞茲·茲維基第一次指出了暗物質(zhì)的存在，他當(dāng)時只是為了測定一個星系群運動的速度，后發(fā)座星系團由上萬億顆恒星組成，它距離我們的地球大約為22億光年，茲維基在測定后發(fā)座星系團的運動特性時對比了兩組數(shù)據(jù)，一組數(shù)據(jù)是星系團的亮度，一組數(shù)據(jù)是星系團運動快慢的速度。茲維基用加州理工學(xué)院特別建造的望遠(yuǎn)鏡拍攝了星系團的圖像，對星系團內(nèi)所有星系的平均速度進(jìn)行了測量，通過愛因斯坦的廣義相對論計算了星系團的質(zhì)量，最后將速度數(shù)據(jù)和星系團的亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

數(shù)據(jù)對比的結(jié)果讓茲維基感到十分驚訝，后發(fā)座星系團的亮度很暗，很難解釋星系團內(nèi)所有星系的運動速度，計算結(jié)果表明星系群內(nèi)的恒星質(zhì)量太大，茲維基推斷，星系內(nèi)存在大量看不見的物質(zhì)，他把看不見的星系物質(zhì)稱為“暗物質(zhì)”，它們潛藏在星系團中，對星系物質(zhì)產(chǎn)生了增量的“鼓脹效應(yīng)”。

科學(xué)家引入了暗物質(zhì)概念，這主要是為了解釋在理論計算和實際觀測之間出現(xiàn)的巨大差值，大部分的星系物質(zhì)似乎在星系內(nèi)迷失了。從此以后，科學(xué)家不斷地發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)存在的證據(jù)，天文學(xué)家在幾乎所有的星系和星系團中都發(fā)現(xiàn)了相似的暗物質(zhì)跡象，它們會“蝸居”在星系邊緣，形成了被天文學(xué)家觀測到的“超級暈圈”，在星系邊緣對周圍的恒星運動產(chǎn)生了顯著的影響。科學(xué)家在揭示暗物質(zhì)性質(zhì)的過程中設(shè)想了兩種暗物質(zhì)粒子的候選對象：MACHOS和WIMPs，僅有一種可能是正確的選擇。

科學(xué)家很快將黑洞作為暗物質(zhì)的主要候選場所，暗物質(zhì)不發(fā)出任何光線，有令人難以置信的密度和緊湊性，它是非常理想的對可見物質(zhì)產(chǎn)生強大引力的神秘物體。茲維基等科學(xué)家的計算結(jié)果顯示了暗物質(zhì)“蹲守”在星系的外環(huán)，天文學(xué)家也將暗物質(zhì)稱為“大質(zhì)量緊湊性的暈環(huán)物體”或MACHOs。有些科學(xué)家相信，MACHOs在宇宙大爆炸之后的幾微秒時間形成，而宇宙誕生的大事件產(chǎn)生了炙熱的高能等離子體“羹湯”。

在經(jīng)過冷卻之后形成了第一批亞原子的物質(zhì)，亞原子粒子經(jīng)過冷卻之后形成了原子和分子，最終形成了氣體和恒星。原初黑洞已作為“框架物體”嵌入到太空背景中，在第一批恒星和行星、星系和星系團開始形成時，在它們數(shù)百萬年之前形成的原初黑洞以十分精妙的方式影響了它們的命運。暗物質(zhì)大大超過了恒星的質(zhì)量，想象一下，在每一顆閃爍恒星的背后都會有4倍于這顆恒星的暗物質(zhì)被永久地鎖定在黑洞之中。

（編譯：2016-7-24）