暗物质，暗能量，我们是如何得到宇宙模型的？

宇宙是如何形成的？

“正常”的东西是可选择的。

想要尝试解开宇宙中最大的谜团吗?让我们从探索宇宙学的基础开始，从而研究我们整个宇宙。是的，这是一份真实的工作——当然，你也能理解它。

如果你想“烘焙”一个宇宙，你需要两种必要的材料和一种可选择的原料。为了得到我们了解的宇宙，你需要大概25%的暗物质和70%的暗能量。暗物质是一种完全看不见的物质;无论它是什么，都不会和光相互作用。我们不知道暗物质到底是由什么组成的，但我们知道它存在于那里，并且通过它的引力机制与其他一切事物发生相互作用。

天文学家通过暗物质对其他物体的引力间接绘制出暗物质的地图。(图片来源:美国国家航天局、欧洲航天局、D. Coe (美国国家航天局喷气推进实验室/加州理工学院和太空望远镜科学研究所，CC BY)

除了暗物质，你还需要许多更神秘的暗能量。暗能量是我们赋予所观察到的宇宙加速膨胀的名称——也就是说，宇宙每天都在以更快的速度变大。我们怀疑暗能量与时空本身的真空有关。换句话说，如果你有一个空盒子，没有所有的物质和辐射，你实际上有一个充满暗能量的盒子。但除了这些微不足道的怀疑，我们被难住了。

基本上就是这样:只要有足够的暗物质和暗能量，你就可以占据宇宙历史中所有物质的95%。那么，可选的成分是什么呢？这就是所有的正常物质——宇宙学家称之为“重子”的物质——像质子和中子。它是组成所有原子和分子、人类和行星、恒星和星系的物质。宇宙中所有可见的物质都不重要。但它确实会在夜空中产生漂亮的光，所以这是一个不错的奖赏。

暗网

这就是现在的宇宙:少量的正常物质，大量的暗物质和暗能量。暗能量忙于将宇宙撕裂，但除此之外没有真正参与到日常的宇宙生活中。

暗物质聚集在一起形成一个巨大的、复杂的、像网一样的图案——被称为“宇宙网”。有直径超过100万光年的巨大的暗物质球。暗物质的长绳或细丝在这些球之间伸展。有一些令人难以置信的荒漠地带——宇宙的虚空——里面几乎什么都没有。但除了提供宇宙结构的支柱作用外，暗物质并没有做其他任何事情。毕竟，它是黑暗的——不能与光相互作用——所以它只是停在那里。

少量正常物质被困在那张暗物质组成的网中。小团的暗物质，被称为光环，承载一个单独的星系。而巨大的暗物质球承载着多个星系——我们称之为星系团。这些细丝是穿越数光年的星系链的家园。

宇宙网是自然界中发现的最大的单一模式，充满了整个可观测宇宙(其实可能还有一些，当然，我们看不到更多了)。你可能会问，可观测宇宙到底有多大？目前的估计，它的直径约为900亿光年，尽管宇宙的真实大小可能要比这宏大得多。

背后的故事

那么现在的宇宙是如何变成现在的宇宙的呢?我们是如何得出所有的暗物质是分布在一个巨大的宇宙网中的呢？一百年前，我们有一个重大发现，在那之前我们还不知道所有的暗物质在发生：即宇宙正在膨胀。

每天，星系之间的距离都在变得越来越远（平均而言，偶尔发生星系崩溃是完全有可能的）这意味着宇宙和过去完全不同，在远古时期更是大不相同。宇宙学家可以追溯到宇宙中的一切都被压缩成一个非常小、不太安分的点的时候:137.7亿年前，整个可观测宇宙只有桃子那么大，它的温度却超过了一千万亿度。多么了不起的说法!我们怎么可能从地球上了解宇宙中如此强大的东西呢？我们可以这么说因为我们有证据证明它。

例如，我们知道，如果过去的宇宙很小，现在却如此之大，那么过去的宇宙一定要热得多(因为所有和现在相同的物质都挤在一个更小的体积里)。在宇宙历史的某个发展阶段，整个宇宙一定是个等离子体，微小的电子从它们的原子家园中被释放出来。但在某个临界点，宇宙必须变得足够大、足够冷，才能形成第一个原子，在这个过程中释放出大量的白热辐射。这种辐射直到今天依然存在，它让宇宙置身于一种强度小得多的微波辐射中。

我们可以用微波望远镜看到微波辐射，截至目前，它仍是宇宙唯一的最大的光源。它是大爆炸(我们给这个过去的小宇宙模型起的名字)的遗迹，就在空中，日复一日，夜复一夜。

没错，释放那些辐射与正常物质有关。所以，尽管正常物质只是宇宙中非常小的一部分，但它仍然非常重要。

BY:Paul Sutter

FY: Hope Sun

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