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落魄狭

暗物质 Dark Matter

　　什么是暗物质？暗物质(包括暗能量)被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题，它代表了宇宙中90%以上的物质含量，而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到(约5％左右)。暗物质无法直接观测得到，但它却能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设，但直到目前还没有得到充分的证明。

　　几十年前，暗物质(dark matter)刚被提出来时仅仅是理论的产物，但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜，但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话，那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。不过，最近对星系以及亚星系结构的分析显示，这一假设和观测结果之间存在着差异，这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型，为暗物质本性的研究带来新的曙光。

　　大约65年前，第一次发现了暗物质存在的证据。当时，弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知，但是到了80年代，占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。

　　在引入宇宙膨胀理论之后，许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的，而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的（这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的）。与此同时，宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙，其中能量密度都以物质的形式出现，包括4%的普通物质和96%的暗物质。但事实上，观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差，但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值，而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。

　　当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时，暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲，它们的组成是完全不同的。更重要的是，像普通的物质一样，暗物质是引力自吸引的，而且与普通物质成团并形成星系。而暗能量是引力自相斥的，并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以，在统计星系的能量时会遗漏暗能量。因此，暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后，两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现，宇宙正在加速膨胀。由此，暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotrope Probe，WMAP）的观测也独立的证实了暗能量的存在，并且使它成为了标准模型的一部分。

　　暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论，在一个仅含有物质的宇宙中，物质密度决定了宇宙的几何，以及宇宙的过去和未来。加上暗能量的话，情况就完全不同了。首先，总能量密度（物质能量密度与暗能量密度之和）决定着宇宙的几何特性。其次，宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位，但是这已成为了过去。现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定，它目前正时宇宙加速膨胀，而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态，否则这种加速膨胀态势将持续下去。

　　不过，我们忽略了极为重要的一点，那就是正是暗物质促成了宇宙结构的形成，如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星，也就更谈不上今天的人类了。宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性，但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城。而在大尺度上能过促使物质运动的力就只有引力了。但是均匀分布的物质不会产生引力，因此今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落，而这些涨落会在宇宙微波背景辐射（CMB）中留下痕迹。然而普通物质不可能通过其自身的涨落形成实质上的结构而又不在宇宙微波背景辐射中留下痕迹，因为那时普通物质还没有从辐射中脱耦出来。

　　另一方面，不与辐射耦合的暗物质，其微小的涨落在普通物质脱耦之前就放大了许多倍。在普通物质脱耦之后，已经成团的暗物质就开始吸引普通物质，进而形成了我们现在观测到的结构。因此这需要一个初始的涨落，但是它的振幅非常非常的小。这里需要的物质就是冷暗物质，由于它是无热运动的非相对论性粒子因此得名。

　　在开始阐述这一模型的有效性之前，必须先交待一下其中最后一件重要的事情。对于先前提到的小扰动（涨落），为了预言其在不同波长上的引力效应，小扰动谱必须具有特殊的形态。为此，最初的密度涨落应该是标度无关的。也就是说，如果我们把能量分布分解成一系列不同波长的正弦波之和，那么所有正弦波的振幅都应该是相同的。暴涨理论的成功之处就在于它提供了很好的动力学出发机制来形成这样一个标度无关的小扰动谱（其谱指数n=1）。WMAP的观测结果证实了这一预言，其观测到的结果为n=0.99±0.04。

　　但是如果我们不了解暗物质的性质，就不能说我们已经了解了宇宙。现在已经知道了两种暗物质--中微子和黑洞。但是它们对暗物质总量的贡献是非常微小的，暗物质中的绝大部分现在还不清楚。这里我们将讨论暗物质可能的候选者，由其导致的结构形成，以及我们如何综合粒子探测器和天文观测来揭示暗物质的性质。

美国故事影片《暗物质》（2007）　　更多中文名：

　　流星

　　导演： 陈士铮


　　编剧： Billy Shebar

　　主演： 刘烨 （《蓝宇》，《美人草》，《满城尽带黄金甲》，《南京！南京！》）

　　梅丽尔·斯特里普 （《克莱默夫妇》，《索菲的选择》，《穿普拉达的恶魔》）

　　艾登 · 昆 （《This is my Father》，《Bury My Hear at Wounded Knee》）

　　首映2007-01-23 美国

　　发行公司： Myriad Pictures Inc

　　片长：USA:90 min (Sundance Film Festival)

　　级别：USA:R

　　拍摄日期： 2006年6月5日 -

　　影片官网：

　　www.darkmatterthemovie.com

　　官方字幕：

　　www.ifuzhu.com

　　电影介绍：　

　　《暗物质》的故事是从轰动国内外的留美学生卢刚枪杀导师事件中获得灵感而写成的。刘烨饰演的China赴美留学生刘星怀抱诺贝尔奖的梦想，在莱瑟教授（艾登 · 坤饰）门下研究宇宙学。刘星违背导师的意愿，一心探索暗物质领域的奥秘。他凭借自己的勤奋和天才在研究上取得重大突破，却因为校园政治而遭遇不公，致使梦想破灭，最终走上暴力之路。梅丽尔·斯特里普在影片中饰演热爱China文化，关心China学生的大学赞助人席尔瓦夫人。

　　电影《暗物质》反映了人们如何正确面对理想和现实的差距的问题，也触及到中美文化之间差异和缺乏相互理解的现实。影片在2007年日舞电影节上大受好评，获得斯隆奖及两万美元奖金。影片原计划2007年八月在北美公映，由于三月弗州枪杀案的影响而推迟到2008年春季。

　　卢刚事件背景：

　　1991年11月1日万圣节这天，China留学生卢刚在刚刚获得衣阿华大学太空物理博士学位的时候，开枪射杀了3位教授和副校长安-柯莱瑞以及一位和卢刚同时获得博士学位的China留学生山林华。枪杀五人之后，卢刚随即当场饮弹自尽。

　　开枪杀人的卢刚是北京市人，出生于普通工人家庭，18岁考入北京大学物理系，1984年通过李政道主持的中美物理学交流计划选拔，毕业后旋即以交换学生身份公费赴美攻读博士学位，就读于衣阿华大学物理与天文学系，时年22岁。卢刚毕业时未能获得最佳论文奖，并面对巨大就业压力，最终酿成悲惨血案。

　　1991年11月4日，安-柯莱瑞的3位兄弟以她的名义捐出一笔资金，宣布成立安-柯莱瑞博士国际学生心理学奖学基金，用以安慰和促进学生的心智健康，减少人类悲剧的发生。

　　·《暗物质》在2007美国圣丹斯电影节获得探讨科学及科技问题的Alfred P.Sloan奖

　　影片评价

　　圣丹斯电影节，上百部影片中，《暗物质》是第一部值得看的。

　　——《洛杉矶时报》

　　想象不到的动人，感动到流泪的一部影片。

　　——《综艺》

　　幕后

　　电影《暗物质》反映了人们如何正确面对理想和现实的差距的问题，也触及到中美文化之间差异和缺乏相互理解的现实。影片在2007年日舞电影节上大受好评，获得斯隆奖及两万美元奖金。影片原计划2007年八月在北美公映，由于三月弗州枪杀案的影响而推迟到2008年春季。

　　花絮

　　《暗物质》在2007美国圣丹斯电影节获得探讨科学及科技问题的Alfred P.Sloan奖。

　　刘烨自曝拍摄花絮

　　以为刘烨是功夫巨星

　　《暗物质》中只有两个China人，一个是导演陈士争，另一个就是男一号刘烨。剧组里的美国工作人员看到两位好莱坞“大腕”梅丽尔·斯特里普和方·基默来给刘烨配戏时都惊讶不已，“初进剧组的那几天，气氛非常诡异，他们私下里都在议论我是不是从China来的功夫巨星，因为在美国，只有China武侠片还算有点江湖地位，至于让美国的一线明星在一个China演员领衔的美国电影中配戏，在好莱坞绝对是一件稀罕事。”

　　斯特里普说“Nice！”

　　剧组开机后的第二周，梅丽尔就和刘烨上演了一场在全片中极为重要的对手戏。受到导师陷害的留学生刘星到社区做义工……上人家里推销商品，看到聪明绝顶的刘星沦落到这个境地，一直对他怀有复杂情感的梅丽尔泪如雨下。刘烨兴奋地回忆说，“梅丽尔的表现非常生活化，但是极具爆发力，那场哭戏只拍了一条就过了，当时她自己还想再拍一条，但导演表示不用了。”

　　刘烨本人在那场戏中也有不俗的表现，“拍了两周的戏，梅丽尔那天第一次对我说，Liu，You’reverynice！”

　　每周只上五天班

　　《暗物质》在美国开机已经有两周的时间，除了拗口的台词让刘烨有些挠头，“一切都很惬意”。最让刘烨感慨的是，剧组严格执行“五天工作制”，让他每周都有两天的时间享受周末。刘烨说，“美国的工会非常厉害，如果制片方要让演员多干几个小时，就会被告上法庭，所以即使是像这样一部投资并不高的艺术影片也会不折不扣地执行各项工会规章。”

　　否认《暗物质》有损国人形象

　　《暗物质》讲述了China留学生枪杀导师，很多人怀疑本片是否对China人形象有损。刘烨经纪人对此表示：“首先这部电影并不是大家想象中的负面、侮辱什么的，跟卢刚事件也没有关联，更多的是讲一个人的发展，说了很多人性的东西，人在当时的环境下，各种原因促成了他走上了极端，写得很客观。之前我也怕有问题，所以特意要来剧本看了，特别激动，刘烨看了也很喜欢。我觉得没看过剧本或者电影就没有发言权，妄加猜测不好，其实同类型的电视剧国内也有。最早是美方通过猎头公司要了几个亚洲演员的资料，然后给我打电话要了刘烨的一些资料。一两个月后导演就过来见面，他是一个美籍华人，原来是做舞台剧的，这是他第一部电影，下了很大功夫。而且整部戏全写刘烨一个人，斯特里普和方·基默为他搭戏做绿叶，是很难得的锻炼机会。不过刘烨这次扮演的仍旧是一个不幸福、很压抑的人，跟以前他的作品相似。”

最被看好的暗物质候选者　　长久以来，最被看好的暗物质仅仅是假说中的基本暗性粒子，它具有寿命长、温度低、无碰撞的特殊特性。寿命长意味着它的寿命必须与现今宇宙年龄相当，甚至更长。温度低意味着在脱耦时它们是非相对论性粒子，只有这样它们才能在引力作用下迅速成团。由于成团过程发生在比哈勃视界（宇宙年龄与光速的乘积）小的范围内，而且这一视界相对现在的宇宙而言非常的小，因此最先形成的暗物质团块或者暗物质晕比银河系的尺度要小得多，质量也要小得多。随着宇宙的膨胀和哈勃视界的增大，这些最先形成的小暗物质晕会合并形成较大尺度的结构，而这些较大尺度的结构之后又会合并形成更大尺度的结构。其结果就是形成不同体积和质量的结构体系，定性上这是与观测相一致的。相反的，对于相对论性粒子，例如中微子，在物质引力成团的时期由于其运动速度过快而无法形成我们观测到的结构。因此中微子对暗物质质量密度的贡献是可以忽略的。在太阳中微子实验中对中微子质量的测量结果也支持了这一点。无碰撞指的是暗物质粒子（与暗物质和普通物质）的相互作用截面在暗物质晕中小的可以忽略不计。这些粒子仅仅依靠引力来束缚住对方，并且在暗物质晕中以一个较宽的轨道偏心律谱无阻碍的作轨道运动。

　　低温无碰撞暗物质（CCDM）被看好有几方面的原因。第一，CCDM的结构形成数值模拟结果与观测相一致。第二，作为一个特殊的亚类，弱相互作用大质量粒子（WIMP）可以很好的解释其在宇宙中的丰度。如果粒子间相互作用很弱，那么在宇宙最初的万亿分之一秒它们是处于热平衡的。之后，由于湮灭它们开始脱离平衡。根据其相互作用截面估计，这些物质的能量密度大约占了宇宙总能量密度的20-30%。这与观测相符。CCDM被看好的第三个原因是，在一些理论模型中预言了一些非常有吸引力的候选粒子。

　　其中一个候选者就是中性子（neutralino），一种超对称模型中提出的粒子。超对称理论是超引力和超弦理论的基础，它要求每一个已知的费米子都要有一个伴随的玻色子（尚未观测到），同时每一个玻色子也要有一个伴随的费米子。如果超对称依然保持到今天，伴随粒子将都具有相同质量。但是由于在宇宙的早期超对称出现了自发的破缺，于是今天伴随粒子的质量也出现了变化。而且，大部分超对称伴随粒子是不稳定的，在超对称出现破缺之后不久就发生了衰变。但是，有一种最轻的伴随粒子（质量在100GeV的数量级）由于其自身的对称性避免了衰变的发生。在最简单模型中，这些粒子是呈电中性且弱相互作用的--是WIMP的理想候选者。如果暗物质是由中性子组成的，那么当地球穿过太阳附近的暗物质时，地下的探测器就能探测到这些粒子。另外有一点必须注意，这一探测并不能说明暗物质主要就是由WIMP构成的。现在的实验还无法确定WIMP究竟是占了暗物质的大部分还是仅仅只占一小部分。

　　另一个候选者是轴子（axion），一种非常轻的中性粒子（其质量在1μeV的数量级上），它在大统一理论中起了重要的作用。轴子间通过极微小的力相互作用，由此它无法处于热平衡状态，因此不能很好的解释它在宇宙中的丰度。在宇宙中，轴子处于低温玻色子凝聚状态，现在已经建造了轴子探测器，探测工作也正在进行。

CCDM存在的问题　　由于综合了CCDM，标准模型在数学上是特殊的，尽管其中的一些参数至今还没有被精确的测定，但是我们依然可以在不同的尺度上检验这一理论。现在，能观测到的最大尺度是CMB（上千个Mpc）。CMB的观测显示了原初的能量和物质分布，同时观测也显示这一分布几近均匀而没有结构。下一个尺度是星系的分布，从几个Mpc到近1000个Mpc。在这些尺度上，理论和观测符合的很好，这也使得天文学家有信心将这一模型拓展到所有的尺度上。

　　然而在小一些的尺度上，从1Mpc到星系的尺度（Kpc），就出现了不一致。几年前这种不一致性就显现出来了，而且它的出现直接导致了"现行的理论是否正确"这一至关重要的问题的提出。在很大程度上，理论工作者相信，不一致性更可能是由于我们对暗物质特性假设不当所造成的，而不太可能是标准模型本身固有的问题。首先，对于大尺度结构，引力是占主导的，因此所有的计算都是基于牛顿和爱因斯坦的引力定律进行的。在小一些的尺度上，高温高密物质的流体力学作用就必须被包括进去了。其次，在大尺度上的涨落是微小的，而且我们有精确的方法可以对此进行量化和计算。但是在星系的尺度上，普通物质和辐射间的相互作用却极为复杂。在小尺度上的以下几个主要问题。亚结构可能并没有CCDM数值模拟预言的那样普遍。暗物质晕的数量基本上和它的质量成反比，因此应该能观测到许多的矮星系以及由小暗物质晕造成的引力透镜效应，但是目前的观测结果并没有证实这一点。而且那些环绕银河系或者其他星系的暗物质，当它们合并入星系之后会使原先较薄的星系盘变得比现在观测到得更厚。

　　暗物质晕的密度分布应该在核区出现陡增，也就是说随着到中心距离的减小，其密度应该急剧升高，但是这与我们观测到的许多自引力系统的中心区域明显不符。正如在引力透镜研究中观测到的，星系团的核心密度就要低于由大质量暗物质晕模型计算出来的结果。普通旋涡星系其核心区域的暗物质比预期的就更少了，同样的情况也出现在一些低表面亮度星系中。矮星系，例如银河系的伴星系玉夫星系和天龙星系，则具有与理论形成鲜明对比的均匀密度中心。流体动力学模拟出来的星系盘其尺度和角动量都小于观测到的结果。在许多高表面亮度星系中都呈现出旋转的棒状结构，如果这一结构是稳定的，就要求其核心的密度要小于预期的值。

　　可以想象，解决这些日益增多的问题将取决于一些复杂的但却是普通的天体物理过程。一些常规的解释已经被提出来用以解释先前提到的结构缺失现象。但是，总体上看，现在的观测证据显示，从巨型的星系团（质量大于1015个太阳质量）到最小的矮星系（质量小于109个太阳质量）都存在着理论预言的高密度和观测到的低密度之间的矛盾。

　　茫茫宇宙中，恒星间相互作用，做着各种各样的规则的轨道运动，而有些运动我们却找不着其作用对应的物质。因此，人们设想，在宇宙中也许存着我们看不见的物质。

　　20世纪30年代，荷兰天体物理学家奥尔特指出：为了说明恒星的运动，需要假定在太阳附近存在着暗物质；同年代，茨维基从室女星系团诸星系的运动的观测中，也认为在星系团中存在着大量的暗物质；美国天文学家巴柯的理论分析也表明，在太阳附近，存在着与发光物质几乎同等数量看不见的物质。

　　那么，太阳附近和银道面上的暗物质是些什么东西呢？天文学家认为，它们也许是一般光学望远镜观测不到的极暗弱的褐矮星或质量为木行星30～80倍的大行星。在大视场望远镜所拍摄的天空照片上已发现了暗于14星等，不到半个太阳质量的M型矮星。由于太阳位于银河系中心平面的附近，从探测到的M型矮星的数目可推算出，它们大概能提供银河系应有失踪质量的另一半。且每一颗M型星发光，最多只能有几万年。所以人们认为银河系中一定存在着许许多多的这些小恒星“燃烧”后的“尸体”，足以提供理论计算所需的全部暗物质。

　　观测结果和理论分析均表明漩涡星系外围存在着大质量的暗晕。那么，暗晕中含有哪些看不见的物质呢？英国天文学家里斯认为可能有三种候选者：第一种就是上面所述的小质量恒星或大行星；第二种是很早以前由超大质量恒星坍缩而成的200万倍太阳质量左右的大质量黑洞；第三种是奇异粒子，如质量可能为20～49电子伏且与电子有联系的中微子，质量为105电子伏的轴子或目前科学家所赞成的各种大统一理论所允许和需求的粒子。

　　欧洲核子研究中心的粒子物理学家伊里斯认为，星系晕及星系团中最佳的暗物质候选者是超对称理论所要求的S粒子。这种理论认为：每个已知粒子的基本粒子（如光子）必定存在着与其配对的粒子（如具有一定质量的光微子）。伊里斯推荐四种最佳暗物质候选者：光微子、希格斯微子、中微子和引力粒子。科学家还认为，这些粒子也是星系团之间广大宇宙空间中的冷的暗物质候选者。

　　到现在，已有不少天文学家认为，宇宙中90％以上的物质是以“暗物质”的方式隐藏着。但暗物质到底是些什么东西至今还是一个谜，还待于人们去进一步探索。

　　2006年1月6日报道，剑桥大学天文研究所的科学家们在历史上第一次成功确定了广泛分布在宇宙间的暗物质的部分物理性质。目前，从事此项研究的科学家们正准备在最近几周内将此项研究结果公开发表。

　　天文学家们称，根据当前一些统计资料显示，我们平常看不见的暗物质很可能占有宇宙所有物质总量的95%。

　　在本次这项研究中，科学家们借助强功率天文望远镜(包括架设在智利的甚大天文望远镜VLT --Very Large Telescope)对距离银河系不远的矮星系进行了共达23夜的研究，此后科学家们还通过约7000余次的计算得出结论称：在他们所观测的这些矮星系中，暗物质的含量是其它普通物质的400多倍。此外，这些矮星系中物质粒子的运动速度可达每秒9公里，其温度可达10000摄氏度。

　　同时科学家们还观测到，暗物质与其它普通物质还有着巨大的差异，如：尽管观测目标的温度是如此之高，但是这样的高温却不会产生任何辐射。据领导此项研究的杰里-吉尔摩教授认为，暗物质微粒很有可能不是由质子和中子构成的。然而在此之前科学家们曾一贯认为，暗物质应该是由一些“冷”粒子构成的，这些粒子的运动速度也不会太高。

　　暗物质研究专家们还表示，宇宙间最小的连续存在的暗物质片段大小也有1000光年，这样的暗物质片段质量约是太阳的30多倍。科学家们还在此次研究中确定出了暗物质微粒分布的密度，譬如，在地球上每立方厘米的空间如果能够容纳1023个物质粒子，那么对于暗物质来说这么大的空间只能容纳约三分之一的微粒。

　　早在30年代，瑞士科学家弗里兹-茨维基就设想宇宙间存在着某种不为人所知的暗物质。他还指出，星系群中的发光物质如果只依靠自身的引力将各个星系保持联接在一起，那么它们的量就必须要再增加10倍。而用来弥补这个空缺的就是看不见的重力物质，即我们今天所说的暗物质。尽管暗物质在宇宙间的储藏量比其它普通物质高出许多，但有关暗物质的性质目前科学家们尚不能给予完整的表述。

　　2007年1月，暗物质分布图终于诞生了！经过4年的努力，70位研究人员绘制出这幅三维的“蓝图”，勾勒出相当于从地球上看，8个月亮并排所覆盖的天空范围中暗物质的轮廓。他们使出了什么好手段化隐形为有形的呢？那可全亏了一项了不起的技术：引力透镜。

　　更妙的是这张分布图带给我们的信息。首先我们看到，暗物质并不是无所不在，它们只在某些地方聚集成团状，而对另一些地方却不屑一顾。其次，将星系的图片与之重叠，我们看到星系与暗物质的位置基本吻合。有暗物质的地方，就有恒星和星系，没有暗物质的地方，就什么都没有。暗物质似乎相当于一个隐形的、但必不可少的背景，星系(包括银河系)在其中移动。分布图还为我们提供了一次真正的时光旅行的机会……分布图中越远的地方，离我们也越远。不过，背景中恒星所发出的光不是我们瞬间就能看到的，即使光速(每秒30万公里)堪称极致，那也需要一定的时间。因为这段距离得用光年来计算，1光年相当于10万亿公里。

　　因此，如果你往远处看，比如距离我们20亿光年的地方，那你所看到的东西是20亿年前的样子而不是现在的样子。就好像是回到了过去！明白了吗？好，现在回到分布图上，我们看到的是暗物质在25亿～75亿年前的样子。

　　那么在这个异常遥远的年代，暗物质看上去是什么样子的呢？好像一碗面糊。而离我们越近，暗物质就越是聚集在一起，像一个个的面包丁。这张神奇的分布图显示，暗物质的形态随着时间而发生着变化。更重要的是，这一分布图为我们了解暗物质的现状提供了一条线索。马赛天文物理实验室的让-保罗·克乃伯(Jean-Paul Kneib)参加了这张分布图的绘制工作，他认为这种“面包丁”的形状自25亿年以来就没有很大改变，所以我们看到的也就是暗物质现在的形状。

　　那我们也在其中吗？把所有的数据综合起来再加上研究人员们的推测就可以在这锅宇宙浓汤中找到我们自己的历史。是的，是的……你可以把初生的宇宙设想成一个盛汤的大碗，汤里含有暗物质和普通物质……在这个碗里出现了两种相抗的现象：一方面是膨胀，试图把碗撑大；另一方面是引力，促使物质凝聚成块。结果，宇宙中的某些地方没有任何暗物质和可见物质，而它们在另外一些地方却异常密集：暗物质聚集在一起，星系则挂靠在暗物质上，就像挂在钩子上的画。但可惜的是，我们对暗物质究竟是什么还是一无所知……

暗物质和暗能量是世纪谜题　　21世纪初科学最大的谜是暗物质和暗能量。它们的存在，向全世界年轻的科学家提出了挑战。 暗物质存在于人类已知的物质之外，人们目前知道它的存在，但不知道它是什么，它的构成也和人类已知的物质不同。在宇宙中，暗物质的能量是人类已知物质的能量的5倍以上。

　　暗能量更是奇怪，以人类已知的核反应为例，反应前后的物质有少量的质量差，这个差异转化成了巨大的能量。暗能量却可以使物质的质量全部消失，完全转化为能量。宇宙中的暗能量是已知物质能量的14倍以上。

　　宇宙之外可能有很多宇宙

　　围绕暗物质和暗能量，李政道阐述了他最近发表文章探讨的观点。他提出“天外有天”，指出“因为暗能量，我们的宇宙之外可能有很多的宇宙”，“我们的宇宙在加速地膨胀”且“核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连”。

　　暗物质是谁最先发现的呢？

　　1915年，爱因斯坦根据他的相对论得出推论：宇宙的形状取决于宇宙质量的多少。他认为，宇宙是有限封闭的。如果是这样，宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5×10的负30次方克。但是，迄今可观测到的宇宙的密度，却比这个值小100倍。也就是说，宇宙中的大多数物质“失踪”了，科学家将这种“失踪”的物质叫“暗物质”。

　　一些星体演化到一定阶段，温度降得很低，已经不能再输出任何可以观测的电磁信号，不可能被直接观测到，这样的星体就会表现为暗物质。这类暗物质可以称为重子物质的暗物质。

　　还有另一类暗物质，它的构成成分是一些带中性的有静止质量的稳定粒子。这类粒子组成的星体或星际物质，不会放出或吸收电磁信号。这类暗物质可以称为非重子物质的暗物质。

　　Abell 2390星系团(上半图)和MS2137.3-2353星系团(下半图)，距离我们约有20亿光年远。上图右半方的影像，是哈勃太空望远镜所拍摄的假色照片，而相对应的左半方影像，是由钱卓拉X射线观测站所拍摄的X射线影像。虽然哈勃望远镜的影像中，可以看到数量众多的星系，但在X射线影像里，这些星系的踪影却无处可寻，只见到一团温度有数百万度，而且会辐射出X射线的炽热星系团云气。除了表面上的差异外，这些观测其实还含有更重大的谜团呢。因为右方影像中星系的总质量加上左方云气的质量，它们所产生的重力，并不足以让这团炽热云气乖乖地留在星系团之内。事实上再怎么细算，这些质量只有“必要质量”的百分之十三而已！在右方哈伯望远镜的深场影像里，重力透镜效应影像也指出造成这些幻像所需要的质量，大于哈勃望远镜和钱卓拉观测站所直接看到的。天文学家认为，星系团内大部分的物质，是连这些灵敏的太空望远镜也看不到的“ 暗物质”。

　　1930年初，瑞士天文学家兹威基发表了一个惊人结果：在星系团中，看得见的星系只占总质量的1/300以下，而99%以上的质量是看不见的。不过，兹威基的结果许多人并不相信。直到1978年才出现第一个令人信服的证据，这就是测量物体围绕星系转动的速度。我们知道，根据人造卫星运行的速度和高度，就可以测出地球的总质量。根据地球绕太阳运行的速度和地球与太阳的距离，就可以测出太阳的总质量。同理，根据物体（星体或气团）围绕星系运行的速度和该物体距星系中心的距离，就可以估算出星系范围内的总质量。这样计算的结果发现，星系的总质量远大于星系中可见星体的质量总和。结论似乎只能是：星系里必有看不见的暗物质。那么，暗物质有多少呢？根据推算，暗物质占宇宙物质总量的20—30%才合适。

　　天文学的观测表明，宇宙中有大量的暗物质，特别是存在大量的非重子物质的暗物质。据天文学观测估计，宇宙的总质量中，重子物质约占2%，也就是说，宇宙中可观测到的各种星际物质、星体、恒星、星团、星云、类星体、星系等的总和只占宇宙总质量的2%，98%的物质还没有被直接观测到。在宇宙中非重子物质的暗物质当中，冷暗物质约占70%，热暗物质约占30%。

　　标准模型给出的62种粒子中，能够稳定地独立存在的粒子只有12种，它们是电子、正电子、质子、反质子、光子、3种中微子、3种反中微子和引力子。这12种稳定粒子中，电子、正电子、质子、反质子是带电的，不能是暗物质粒子，光子和引力子的静止质量是零，也不能是暗物质粒子。因此，在标准模型给出的62种粒子中，有可能是暗物质粒子的只有3种中微子和3种反中微子。

　　20世纪80年代初期，美国天文学家艾伦森发现，距我们30万光年的天龙座矮星系中，许多碳星(巨大的红星)周围存在着稳定的暗物质，即这些暗物质受到严格的束缚。高能热粒子和能量适中的暖粒子是难以束缚住的，它们会到处乱窜，只有运行很慢的“冷粒子”才能束缚住。物理学家认为那是“轴子”，它是一种非常稳定的冷“微子，质量只有电子质量的数百万分之一。这就是暗物质的轴子模型。

　　轴子模型是否成立，最终得由实验裁决。最近，还有人提出，暗物质可能是一种称做“宇宙弦”的弦状物质，它产生于大爆炸后的一秒期间内，直径为1万亿亿亿分之一厘米，质量密度大得惊人，每寸长约1亿亿吨。这种理论是否成立，同样有待科学家进一步研究。

　　为探索暗物质的秘密，世界各国的粒子物理学家正在这个领域努力工作，相信揭开暗物质神秘面纱的那一天不会太遥远了。

　　在引入宇宙暴涨理论之后，许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的，而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的（这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的）。与此同时，宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙，其中能量密度都以物质的形式出现，包括4%的普通物质和96%的暗物质。但事实上，观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差，但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值，而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。

　　当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时，暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲，它们的组成是完全不同的。更重要的是，像普通的物质一样，暗物质是引力自吸引的，而且与普通物质成团并形成星系。而暗能量是引力自相斥的，并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以，在统计星系的能量时会遗漏暗能量。因此，暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后，两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现，宇宙正在加速膨胀。由此，暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotrope Probe，WMAP）的观测也独立的证实了暗能量的存在，并且使它成为了标准模型的一部分。

　　暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论，在一个仅含有物质的宇宙中，物质密度决定了宇宙的几何，以及宇宙的过去和未来。加上暗能量的话，情况就完全不同了。首先，总能量密度（物质能量密度与暗能量密度之和）决定着宇宙的几何特性。其次，宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位，但是这已成为了过去。现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定，它目前正时宇宙加速膨胀，而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态，否则这种加速膨胀态势将持续下去。

　　暗物质的踪迹

　　暗物质是相对可见物质来说的。所谓可见物质，除发射可见光的物质外，还包括辐射红外线等其他电磁波的物质。虽然宇宙中的可见物质大部分不能用肉眼直接看到，但探测它们发出的各种电磁波就可以知道它们的存在。暗物质不辐射电磁波，但有质量。

　　科学家为什么会提出“暗物质”这个概念？宇宙中有没有暗物质？

　　在物理学中，把状态变化的“转折点”成为“临界点”，比如水变成冰，温度临界值（或者说“临界点”）为0℃。宇宙学的研究认为，宇宙中物质的平均密度，与决定宇宙是膨胀还是收缩的临界值，相差不会超过百万分之一。可是，宇宙中发可见光的恒星和星系的物质总量不到临界值的1%，加上辐射其他电磁波的天体，如行星、白矮星和黑洞等，最多也只有临界值的10%。

　　现已知道，宇宙的大结构呈泡沫状，星系聚集成“星系长城”，即泡沫的连接纤维，而纤维之间是巨大的“宇宙空洞”，即大泡泡，直径达1~3亿光年。如果没有一种看不见的暗物质的附加引力“帮忙”，这么大的空洞是不能维持的，就像屋顶和桥梁的跨度过大不能支持一样。

　　我们的宇宙尽管在膨胀，但高速运动中的个星系并不散开，如果仅有可见物质，它们的引力是不足以把各星系维持在一起的。

　　我们知道，太阳系的质量，99.86%集中在太阳系的中心即太阳上，因此，离太阳近的行星受到太阳的引力，比离太阳远的行星大，因此，离太阳近的行星绕太阳运行的速度，比离太阳远的行星快，以便产生更大的离心加速度（离心力）来平衡较大的太阳引力。但在星系中心，虽然也集中了更多的恒星，还有质量巨大的黑洞，可是，离星系中心近的恒星的运动速度，并不比离得远的恒星的运动速度快。这说明星系的质量并不集中在星系中心，在星系的外围区域一定有大量暗物质存在。

　　天体的亮度反应天体的质量。所以天文学家常常用星系的亮度来推算星系的质量，也可通过引力来推算星系的质量。可是，从引力推算出的银河系的质量，是从亮度推算的银河系质量的十倍以上，在外围区域甚至达五千倍。因而，在那里必然有大量暗物质存在。

　　那么，暗物质是些什么物质呢？

　　宇宙学研究发现，在宇宙大爆炸初期产生的各种基本粒子中，有一种叫做中微子的粒子不参与形成物质的核反应，也不与任何物质作用，它们一直散布在太空中，是暗物质的主要“嫌疑人”。

　　但中微子在1931年被提出来以后，一直被认为质量为零。这样，即使太空是中微子的海洋，也不会形成质量和引力。曾有人设想存在一种“类中微子”，它的性质与中微子类似，但有质量。可是一直没有发现“类中微子”的存在。

　　极小的中微子运动速度极高，可自由穿透任何物质，甚至整个地球，很难被捕找到。但中微子与物质原子和亚原子粒子碰撞时，会使他们撕裂而发出闪光。探测到这种效应就是探到了中微子。但为了避免地面上的各种因素的干扰，必须把探测装置（如带测量仪器并装有数千吨水的水箱）放在很深（如1000米）的地下。

　　1981年，一名苏联科学家在试验中发现中微子可能有质量。近几年，日、美科学家进一步证实中微子有质量。如果这个结论能得到最后确认，则中微子就是人们寻找的暗物质。

　　寻找暗物质有着重大的科学意义。如中微子确有质量，则宇宙中的物质密度将超过临界值，宇宙将终有一天转而收缩。关于宇宙是继续膨胀还是转而收缩的长久争论将尘埃落定。

落魄狭

粒子实验已证实，正反粒子的强作用和电磁作用性质完全一样，因此反质子和反中子也能结合成带负电的反原子核，反核和反电子结合在一起，就能组成反原子。我们的正物质世界有多少种原子，相应在反物质世界中也能有多少种反原子，而且它们在结构上将是完全没有区别的，延伸起来讲，大量反原子可以构成反物质的恒星和星系。如果宇宙中正反物质为等量，那么这样的反恒星和反星系就应当存在。因此这给天文学家提出了一个深刻的问题：天上有反恒星和反星系吗？

　　要由观测来分辨远处星系由物质构成或反物质构成并不容易，至今的天文观测只是接收远处天体所放出的光子。原则上，正物质天体若辐射光子，那么同样的反物质天体应当辐射反光子。但是光子是纯中性的粒子，因此光子与反光子是同一种粒子。这样，天文学家通过可见光、射电、X射线或 γ 射线观测，原则上无法区分他的目的物是由物质构成还是由反物质构成。恒星和星系除了辐射光子外，它们还辐射中微子。中微子与反中微子很不一样，如果天文学家能接收中微子，那么他就能区分物质天体与反物质天体。可惜中微子与任何物质的相互作用都很微弱，造一个能接收它们的仪器很困难。今天用这办法来区分物质天体或反物质天体还办不到。那么让我们问：与我们最邻近的太阳或月亮会是由反物质组彻吗？

　　月亮是离我们最近的天体，由地面出发的宇航员已在月球上登陆过。如果月球是由反物质组成的，那么在那位宇航员与月球接触时，湮灭过程早已把他转化为介子了。这是直接证据，表明月亮是正物质天体。至于太阳，那是人类没有可能登陆的地方。那么怎么才能知道它不是由反物质组成的呢？太阳表面的气体很热，其中热运动速度较快的原子的速度已超过了太阳表面的逃逸速度，这就是太阳风的起因，若太阳是反物质恒星，太阳风就由反原子组成，它吹到行星上，就会和行星的正原子相湮灭。于是正物质组成的行星会逐渐消失掉，这种消失过程没有发生，就证明了整个太阳系中没有反物质天体。这样，如果要存在反物质天体，它至少应在太阳系之外。

　　把眼光放远到整个银河系，要问的是：在这个由千亿个恒星构成的系统中，会有一部分是反恒星吗？今天人们也已能肯定地回答：不会有。我们从地面上能接收到太空中飞行的宇宙射线。观测统计表明，宇宙射线粒子中反质子仅是质子的万分之几，并且这少量的反质子是高能粒子碰撞的次级产物，而不是原始的，此外宇宙射线中有很少的 α 粒子（即氦核），但是反 α 粒子却一个也没有发现过，这些事实说明原初的宇宙射线是由正物质组成的。如果银河系中有反物质恒星，那么宇宙射线粒子将与它碰撞而发生湮灭。湮灭产生的 π 0 介子将很快衰变而成 γ 光子。因此这种湮灭过程是能够通过 γ 射线的观测来发现的。正是没能找到湮灭过程所放出的很有特征性的 γ 光子，使人们知道，银河系中并没有反恒星的存在，整个银河系都是由正物质组成的。

　　我们的宇宙是由大量星系构成的。若在远处有反物质组成的星系，原则上也能用同样的道理来发现。星系之间并不是真空，而是弥漫着很稀薄的气体。因此，若既有正物质星系又有反物质星系，那么正反物质必会相遇，相遇处必会有湮灭过程发生。人们着意地寻找了相应的 γ 射线，而没有找到过。于是得出结论：在三千万光年的范围内不会有巨大的反物质星系存在。若在更远的地方有这种湮灭发生，由于它的信号太弱而没有被发现是不能排除的。所以上述结论是今天的观测能力所能给出的回答。

　　在这样的结果面前，人们的看法分成了两种。一种认为宇宙中正反物质应当是等量的，需要的是从更远处去寻找反物质星系存在的证据。另一种认为事实已暗示，宇宙中没有大量的反物质存在，需要的是从宇宙的演化中去寻找造成今天没有反物质的原因。

落魄狭

暗物质是暂时科学家利用已有手段无法直接观测的物质，
最早出自科学家对星系的研究提出的，宇宙中的星系有成亿的恒星系统组成，当星系自转时，理论上边缘的恒星系统会因为星系自转速度过高而甩离星系，因为以观测到的物质质量不能提供足够的引力牵引他们！但事实上，观测可知，星系是呈现刚体的状态自转的，也就是说还有些我们“看不到”的物质维持着星系的完整，科学家就称他们暗物质，理论计算暗物质占宇宙质量80％！
而反物质是和对应的物质质量一样，却带相反电荷的物质，如正电子和电子，当物质与反物质相遇就会湮灭，产生能量以高能伽马射线散到外界

暗物质与反物质之间有联系吗？

如果说宇宙中94%都是暗物质，那暗物质与反物质之间是否存在某些直接或间接的联系呢？

　　暗物质现在只是科学家推断可能存在的物质，在实际中还没有观测到它的存在。而反物质的存在则是确定无疑的，科学家已经可以在实验室里制造出反粒子。目前科学家认为，宇宙中的反粒子主要来自于高能宇宙射线与以星际气体状态漂浮的质子之间的撞击。有科学家预测，如果暗物质存在的话，组成暗物质的粒子将以光速的百分之一左右的速度四处飞散，这样的话，它们之间相互撞击也有可能产生反粒子。但是，这一推测仍然不能与我们现在观测到的反粒子的数量吻合。

反物质和暗物质有何区别
反物质就是由反粒子组成的物质。所有的粒子都有反粒子，这些反粒子的特点是其质量、寿命、自旋、同位旋与相应的粒子相同，但电荷、重子数、轻子数、奇异数等量子数与之相反。

例如，氢原子由一个带负电的电子和一个带正电的质子构成，反氢原子则与它正好相反，由一个带正电的电子和一个带负电的反质子构成。物质和反物质相遇后会湮灭，释放出大量能量。


暗物质的温度很低 不发出大量红外线
一般用光学望远镜看不到

落魄狭

浩瀚而又古老的宇宙中，假如智能生命只在地球这一颗其中的星球上开始出现了短短的几百万年，这实在是太不可思议了，也太不合情理了，甚至是不可原谅的，难道在宇宙中只有地球最特殊了！

问题还不是有没有其它的智能生命，最关键最担心的是假如有其它的智能生命，但是如果去不了，以光速到离地球可能有智能生命最近的星球也要很多年，何况现在的地球人还远远达不到这个速度，那些地球上远古时期的高智慧人创造出来的高科技文明由于地球上曾经发生过的灾难而被毁掉了，也是白白的可能是地球史前人类已经搞到了反物质，后来一不小心和他们碰到了，于是一起灰飞烟灭了。

各个国家为什么对外星人那么感兴趣，因为如果哪个国家最先全部得到了那些遗留下来的高科技文明，将它们吸收过来为己所用，将大大缩短科研的进程，将在各个领域取的飞速的发展，将最先在世界甚至宇宙中称霸，所以就算哪个国家找到了也会保密起来的。
其实简单的说，地球史前人类就是比现代古人更早的古人，当然了，假如你如果喜欢的话，称他们为古人也是未尝不可的！

[ 本帖最后由 落魄狭 于 2008-12-18 14:04 编辑 ]

落魄狭

宇宙资源主要有空间资源、太阳能资源、矿产资源。人们利用宇宙空间这个特殊环境，通过人造卫星可从远距离观测地球，迅速、大量收集地球的各种信息。例如气象卫星拍摄的卫星云图能为我们更好地做出天气预报；又如，根据卫星照片发现哈萨克已干涸的库兰达里河河床下是一个大湖泊，在沙漠下发现几处淡水；再如卫星提供的国外小麦产量的准确预报，仅美国一年就获得两亿美元的好处；卫星还可以在人类还未发现时预报小麦锈病虫害，可及早防治。同时人类还在卫星上进行大量科学实验。1996年12月，俄美首次成功地在“和平号”轨道站培育并收获第一批太空小麦，从播种到成熟仅用97天，证明生物在太空是可以发育的。这对于人类在未来星际飞行中解决食品问题具有重要意义。在北京超市中还出售有太空育种的西红柿、辣椒，其个大且抗灾能力强。宇宙具有的失重、高真空、超净和极端温度等条件是生产某些特殊物品所必需的。1992年10月我国利用一颗返回式卫星做搭载培育生物实验，培育出防癌生物——石刁柏。再如，火箭所需耐磨的铅铝合金，在地球上制造时，铅总要沉到底部，冷却后得到的不是一种均匀的合金块，而像一块分层蛋糕，如果在宇宙中生产这种合金就方便多了。根据统计约有400种地面上无法制造的合金能在失重环境中制造。


人类进入宇宙空间并开始适应、研究、认识、开发和利用空间环境，这是人类文明史上的一次伟大飞跃。宇宙环境中蕴藏着丰富的自然资源。
空间资源。利用极其辽阔的宇宙空间，人造地球卫星可以从距离地球数万千米的高度观测地球，迅速、大量地收集有关地球的各种信息；利用高真空、强辐射和失重等地面实验室难以模拟的物理条件，可以在卫星上进行各种科学实验，例如在生物卫星上研究失重对昆虫、微生物、植物的生长、发育和代谢的影响。


太阳能资源。太阳能是地球最重要的能源。但是，其绝大部分能源不能透过地球大气层到达地表。如何最大限度地利用太阳能，是摆在科学家面前的科研课题（图“空间太阳能发电站设想”）。

矿产资源。科学家们对航天员从月球上带回的月岩标本进行了分析，发现月岩中含有地壳里的全部元素和约60种矿藏，还富含地球上没有的能源3He，它是核聚变反应堆理想的燃料。此外，在火星和木星之间的轨道上运行着成千上万颗小行星，其中不少小行星富含矿体。

宇宙开发活动，无论规模和技术，还是经济投入，都已不是一个国家所能独立完成的。因此，空间资源开发的一个趋向是日益走上国际合作的道路。

宇宙空间最丰富的能源是取之不竭的太阳能，空间太阳能发电站就是想最大限度地利用太阳能。图中左上方的宽大物体是把太阳能直接转变为电能的装置。这种装置一般是在N型硅单晶的小片上用扩散法渗进一薄层硼，以得到PN结，再加上电极而成。当太阳光直射到薄层面的电极上时，两极间就产生电动势。太阳能发电的基本途径有两种，一种是光电转移，即将太阳光直接转换成电能，称为“光发电”；一种是聚集太阳能，产生高温，再将热能转换为电能，称为“热发电”。目前，“光发电”使用较广的装置是“太阳电池板”，这种“太阳电池板”已广泛的使用在人造卫星等空间物体上。

宇宙中蕴藏的主要资源包括什么？
在火星和木星的轨道之间运行的小行星，是陨石的来源之一，它们数以万计，目前已经算出轨道并编了号的小行星已将近2000个。这些小行星，沿着很扁的椭圆形轨道围绕太阳旋转，当它们闯入地球重力影响达到的范围时，就会被地球“俘虏”过来，坠落而成为陨石。
这些小行星中个子最大的直径有700千米，直径超过80千米的不过150个。在小行星表面，重力是很微弱的。我们知道从地球上逃逸出去，需要每秒11.2千米的速度；脱离小行星则只需每分钟有若干米的速度就行了。人们设想将来可以在小行星上采矿，并把它运回来；甚至还设想用火箭把整个小行星推移过来供我们应用。据计算，一个直径约为1.6千米的小行星，如其成分与铁质陨石相同，那么，它所含的铁将有330亿吨，够全世界消费60多年了。
离地球比小行星近的火星和月球上也有矿。古时候由于科学不发达，人们把肉眼能望见的月面上比较阴暗的部分，幻想为“蟾宫桂树”。其实这些是宽阔的低洼地区，科学家称它为“月海”。月海里并没有水，而是充满着熔岩凝结而成的玄武岩。从月球上采回来的样品证明，这些玄武岩含铁、特别是含钛很多，有的样品中二氧化钛的含量达到11.14％。在构成月球高地的岩石中，含铝较多，三氧化二铝的含量有的达到35.49％，具有值得利用的条件。可以相信，含量更富更有价值的矿产还会被发现。
多年以来，火星以它的红色引人注目。曾经有人幻想这是红色植物所显示的。几十年前出版的一本科学幻想小说中，还曾设想“火星人”来到地球上，把这类红色植物也带来了，它们迅速繁殖，使昔日的葱茏苍翠很快变得鲜红似火。后来的观测，特别是前年在火星上着陆的探测器拍摄的照片证明，火星之所以看起来是红的，是因为火星表面大部分布满了橘红色的砾石沙土，甚至天空也弥漫着红色的尘埃。原来那里的岩石中含有很多的铁，在受到氧化后呈现出红颜色。火星上的铁无疑是很多的。
各种各样的矿产在其他天体上都会有的，只因不像铁那样普遍，要找到特别富集的矿产不那么容易罢了。在地球上找矿尚且要费许多时间，如此辽阔的宇宙，探测刚刚开始，就已经看到这样有希望的苗头，可以相信，在宇宙中不仅会有地球上存在的矿产，还会有许多地球上所没有或稀少的矿产。就现在我们已经得到的资料来看，像甲烷、氨、氢这些重要的化工原料和燃料，在木星上就多得很。木星主要为液态的氢组成，还含有不少氨、甲烷和其他碳氢化合物。整个木星的质量约为地球的317.8倍。你想想这有多少资源！
我们的近邻金星，因被特别浓密的大气裹住，过去长期对它的面目认识不清。现在，宇宙飞船穿越了金星的大气，使我们了解到它也有一个岩石构成的荒凉的表面，这些岩石里也应该是有矿产存在的。至于金星的大气，百分之九十几是二氧化碳，这也是有用的东西。在地球上，南斯拉夫不久前发现了一个二氧化碳气田，成为罕见的矿藏，人们正在那里兴建制造干冰的工厂。在金星上到处都有浓密的二氧化碳，就不足为奇了。金星的大气中还有一层由硫酸细滴形成的雾。硫酸是很有用的东西，在那里天然地生成了。宇宙之大，无奇不有，在那些更遥远的星星上，还会有些什么呢？
开发天上的资源，似乎是不可设想的神话，但这正在成为可以触及的现实。有人正在拟议如何在月球上采矿，如何利用小行星的问题也在讨论了。

天上人间

从其他天体上采矿，把它运回地球，要克服大气的阻力，很费周折。从经济上来看，如此遥远地运来原料，未必合算。那么有什么必要去探讨开发天上的资源呢？
我们可以就在天上采矿，就在天上冶炼，在天上建立工厂，造出成品再送回地球。这样，我们可以使地面上许多工厂停止冒烟，停止排出污水、废物，环境大大得到改善。在天上还可以利用那里重力等于零，绝对真空，容易得到几千度的高温及近于绝对零度的低温，以及有许多太阳辐射出来的带电粒子在那里活动等特殊条件，制造出许多地面上所不能造出来的产品，例如高纯度的光通信纤维、高质量的半导体单晶、高激光效率的玻璃、特殊的合金等等。这些设想是有根据的，部分已经在环绕地球飞行的天空实验室中造成，像在这种实验室里制出的一种锑化铟单晶，用于计算机，可使其尺寸减小9／10。在天上建立工厂是大有希望的事业。
在天上进行生产所需要的动力是取之不尽、用之不竭的，这就是来自太阳的能。近年来，人类每年从地下采出的石油、煤炭和天然气，计算起来相当八九十亿吨优质煤。这个数字称得上巨大了，然而同每年太阳辐射到地球上的能量比起来，只有它的万分之一还不到，而这部分辐射到地球上的太阳能，不过仅占太阳辐射总能量的二十二亿分之一。
在地面上利用太阳能，受到大气的阻挡和季节、昼夜变化的影响。如果在大气层之上利用太阳能，效率就高得多了，可以直接用它的热，也可以将它来发电，还可以用它来分解水，得到氢和氧作为可以携带的燃料，这些办法都已经在试验。
有了原料，又有了充足的能源，我们不仅可以在天上造出需要的产品，还确实可以在天上创造出一个适于人类居住的人间世界。以此为据点，我们可向更遥远的太阳系以外的星系发展。这并不是虚无缥缈的幻想，有的科学家预计，在下一个世纪内就将部分实现。

开发宇宙资源China任重道远


无限的宇宙空间蕴藏着取之不尽的物质财富。与宇宙空间相比，地球只不过是沧海一粟。开发宇宙空间资源为人类服务是历史的必然趋势。

我们目前指的宇宙空间资源主要是轨道资源、环境资源和矿物资源。（1）轨道资源 主要为信息领域服务。卫星环绕地球按天体力学规律沿着特定轨道运动，它在轨道上飞行，位置高，飞行快，可以快速大范围地覆盖地球表面，从而达到通信、遥感、定位等目的。所以各种卫星轨道本身就是重要的宝贵资源。（2）环境资源 卫星在宇宙太空飞行，它的周围环境是高真空、微重力、强辐射以及丰富的太阳能等，这种特殊的环境本身就是极为宝贵的资源，利用微重力环境可以制造出地面无法做到的材料和生物制品，而在空间粒子辐照环境中农业育种引起变异，带回地面繁殖后代，出现产量翻一番的奇异现象。（3）矿物资源 月球及太阳系各行星上都蕴藏着极为丰富的各种矿物资源。月球岩土中含有地壳里的全部化学元素和约60种矿藏，其中包括地球上极为缺乏的同位素He－3，它是核聚变反应堆理想的燃料。

空间技术就是探索、开发和利用宇宙空间资源的技术，又称太空技术和航天技术。空间技术包括航天运载技术、航天器技术、航天器测控技术和航天应用技术等。

空间技术属于高技术，是高度综合的现代科学技术，是多门学科技术最新成就的集成。空间活动是高投入、高效益、高风险的事业。由于空间技术具有重要的军事、经济、科学和政治意义，许多国家都将发展空间技术列为本国发展战略的重要地位。全世界至今共发射了各类航天器5000多个，正在轨道运行的航天器约600多个。China从1970年成功发射第一颗人造地球卫星以来，至今共成功发射卫星、飞船约50颗，现在运行工作的卫星近10颗，包括通信卫星、气象卫星、资源卫星、导航卫星和科学卫星，这些卫星为国家有关部门提供服务，做出了重要贡献。

闵桂荣，空间技术专家。China科学院院士，China工程院院士，国际宇航科学院院士。1933年出生于福建省莆田县，长期从事空间技术工作，历任China空间技术研究院院长、卫星设计师、航天工业总公司科技委副主任、国家863计划航天领域专家委员会首席科学家等。负责完成我国多种人造卫星的热控制任务，并在航天器热控制理论、方法和技术方面取得系统和创造性的成就。曾两次获国家科技进步特等奖。

宇宙空间有数不尽的可开发资源，航天事业背后的巨大利益！
第一、是强大的太阳能资源，地球上的阳光有很大一部分被大气层和云雾遮住了，而在太空中，在阳光的照射下，吸收阳光强的物体温度很快就可以上升到上百度，这几乎是取之不尽用之不竭的能源。如果用巨大的镜子将阳光反射到地面上，则有可能改变气候，增加农作物产量或减少气象灾害等。人民网强国社区
第二、是高真空，完全失重的环境。这种环境可以生产出很多地球上无法生产的产品，比如高强度泡沫材料、绝对圆形的滚珠等。人民网强国社区(
第三、高辐射环境，可以引起农作物的变异，产生一些高营养高产量的作物。人民网强国社区()
第四、物质资源。地球上很多资源都是有限的，特别是稀有金属，有很多稀有金属比黄金贵，但在太空中的一些小行星则有可能是完全由这些物质构成的。地球外的其他行星构成多数和地球不同，有些行星中据分析有大量的甲烷（一种可燃气体）。地球上的稀缺资源在其他行星上可能是司空见惯的东西。人民网强国社
区第五、其他可能适于人类生存的星球，这一类的发现可能类似于中世纪的发现新大陆。人民网强国社区(
第六、航天事业带来的巨大科技进步，最容易理解的比如测控技术。人民网强国社区
(第七、军事作用。十八世纪是陆战时代，十九世纪是海战时代，二十世纪是空战时代，二十一世纪是电子战时代，二十二世纪将会是太空战时代。太空战中会出现比核武器、生化武器变态的多的武器，比如微波束武器、太空激光等等。在这些武器攻击下，传统生存环境中人类将没有生存的可能，核武器无法发射，即使发射了也无法找到目标，即使找到目标也很可能在空中被击毁。如果在这方面落后，未来又会出现挨打的局面。

[ 本帖最后由 落魄狭 于 2008-12-17 16:36 编辑 ]

落魄狭

有人认为，地球上绝大部分细菌都不耐高温，所以这少数几种耐高温的细菌不可能是地球上土生土长出来的，很有可能来自太空，随着宇宙尘埃飘到地球上来。也有人进一步推测，这些细菌有可能来自金星，因为金星距离地球比较近，而且那里是个高温的世界。不过，大多数科学家都认为，这些耐高温的细菌可能是从普通细菌中分化出来的。
科学家在火山附近找到的.通常是海底火火山.这种细菌大多是以火山放出硫等元素进行化能合成生活的.
细菌基因突变也可能产生耐高温的特性

是外太空细菌？
科研人员几年来一直在寻找导致疯牛病的罪魁祸首，目前经过外界披露的“疯牛病”病因有四种说法。 病因推测一：四种病因推测中最被广泛接受的是认为牛食用了用动物骨骼制成的饲料。肉骨粉成了携带“疯牛病”致病因子的载体。 病因推测二：由于牧草使用的肥料中含有作为饲料的动物肉骨粉，因此“疯牛病”很可能会通过动物食用的牧草传播。 病因推测三：德国一位教授不久前指出，“疯牛病”是大自然对人类的惩罚。为了让牲畜多长肉多产奶，人们不断增加饲料中的激素含量。人们像对待机器一样地对待生物，这是违反自然规律的，长此以往肯定会出问题。而疯牛病就是结局所在。” 病因推测四：英国两名学者分析认为，“疯牛病”病源很可能是来自外太空的细菌，并且可能是在彗星两次撞击地球时“一起带来的”。留在野外的牛很可能就是吃了被彗星带入地球的细菌污染的草以后染上了“疯牛病”。

大气层发现非地球细菌 科学家称外太空有生命

这是英国7月30日发布的科学家捕捉到的位于大气边缘的地球外细菌的照片。
据路透社发自伦敦的报道，一队国际研究人员昨天在美国加州举行的一个国际光学工程科学会议上说，他们已经找到了外太空存在生命的一个有力证据——他们发现了地球大气表层有相当多的非地球的细菌。
虽然所发现的细菌群和地球上的细菌很相似，但科学家们说这些活着的细胞位于离地球表面这么高的地方，它们不可能来自地球。
来自威尔士卡迪佛大学的太空专家查卓尔.威克玛辛教授在发言中指出，科学家们发现的大气样本中存在的细菌来自距地面41公里的大气层，而同一垂直高度上的对流层离地面高度在16公里以上，由于对流层的阻隔，较低层的空气不可能向上传递。
威克玛辛教授和来自印度的科学家在漂浮的气球上安装了印度太空研究组织的低温样本采集机，在印度南部的海得拉巴附近上空收集到了以上的太空样本。
通过使用一种莹光的染料，科学家们在样本中发现了活着的细胞，同时从它们所在的高度判断它们是从太空中落到大气层中的。科学家们认为，相当于1／3吨的这种生物物质每天从某个星球上像下雨一样地落下来。
卡迪佛大学的微生物学家戴维.列奥教授在对收集到的太空气体样本进行检测后，参与了报告的撰写。他说它们看起来像地球上的普通细菌，但无法解释它们为什么会跑到这么高的高空。“如果是这样，那一定是发生了什么不寻常的事件，才会让它们到达距地面40公里的地方。”
列奥尝试对这些细菌进行培殖，但到目前为止都没能成功，因为找不到合适的环境。他补充说：“这可能给我们指明了，它们可能来自外太空，在外太空存在着生命。”
威克玛辛相信太空的这些物质为胚胎论提供了有力的证据，这种理论假设生命有可能来自外太空，以微生物或孢子的形式存在。
威克玛辛教授说：“我们为此争论了一个多月，可能地球的生命是由慧星带到地球上来的，慧星物质里包含着微生物，它们一定仍在大量地向我们飞过来。”

太空细菌会引发地球灾难吗
日本探月卫星“月亮女神”发射升空。美国“机遇”号火星车进入火星深坑探险，“黎明”号小行星探测器也将发射，探测灶神星和谷神星。人类探索太空也让一些科学家担心:探索过程中人类会将一些细菌带入太空，同时可能将致命的太空细菌带回地球，引发地球的大灾难。
　　近期美国《科学》杂志提出了一个可能危及人类存亡的问题——如果这些“天外来客”上附有某种人类不可知的细菌或生物，并且在地球的环境下被激活，那么人类和地球上的生物能抵抗这些太空生物的入侵吗？地球会不会上演类似于好莱坞大片《异形》那样的悲剧？
　　 火星上有水就有菌目前“机遇”号提供的数据证实，火星上某些区域曾经有液态水存在，而这些有水的地方，很可能有着某种“和地球生命形态完全不同的”细菌或微生物。
　　太空站充斥真菌俄罗斯太空计划专家卡拉佘指出，太空站和探测飞船很可能带回太空微生物，这些微生物在孤立的空间内可能已经变种变形，如果它们回到地球并逃过被销毁的命运，肯定会对人类构成威胁。卡拉佘说，俄罗斯和平号太空站就曾充斥着形形色色的变种真菌，它们若与地球泥土中可以分解的金属、玻璃和塑胶的细菌混合，足以对人类构成致命的威胁。卡拉佘透露，13年前俄一名微生物学家首度发现，太空站内的真菌存在杀伤力。虽然俄罗斯航天局一直都刻意淡化这样的威胁，但是曾登上和平号的太空人都曾在控制器后、空气调节器及其他太空站各个角落发现许多变种真菌。它们极具破坏力，能释放出醋等腐蚀性物质，甚至会在空气中释放毒素。
　　没地方处置外星污染物美国宇航局的天体生物学家卢梅尔也认为:“在对太空标本进行研究或者人类登陆外星之前，我们必须采取措施防止太空生物入侵。太空污染是一个大问题，因为地球上还没有任何一个专门处置外星污染物的场所。”
　　人体防御系统不知所措一些生物学家提出，如果太空微生物是某种“传染性病原体”，将会造成相当可怕的后果。这种病原体会根据宿主的反应进行演化。当宿主对外来的病原体产生抵抗作用时，传染性病原体就会以新的方式来维系它的发展。一旦这样，当人体防御系统准备消灭外来病原体的时候，这些病原体就会发展出更加复杂的生存方式避免自己被吃掉。另外，人体的防御系统都是针对地球上病原体的，因此，当来自太空的陌生病菌入侵人体时，人体的防御系统可能会不知所措。
　　杞人忧天不过，也有一些专家认为这是杞人忧天，因为太空探测器在返回地球大气层后燃烧，赤热的高温是最好的消毒剂，任何太空细菌都立刻被销毁，根本不会被带到地球上来，也不可能危害地球生物。即便来自太空的微生物进入了地球，也不一定会造成伤害，因为它们无法适应地球环境。

落魄狭

据说美国人已经捉到星人了，我猜测那很有可能就是地球史前人类，而假想的在沙漠中发现了一艘太空飞船，十之八九是确实已经找到了，而究竟是不是外星球人类的目前还不知道，还要在研究才能得出答案，同时呢也呼吁全世界的人们都来一起研究。
地球史前人类可能遇见过外星人，但是地球史前人类可能长的和现在的地球人不同，可能由于他们那时的环境和气候有关，就好象现在地球上为什么分了那么多各种各样的动物，每种动物的模样也都不相同一样，可能还有地球史前动物呢，就是那些神化传说中的神通广大的妖怪和怪兽，现在也灭绝了。
这跟她是不是处女没有必然的联系！

[ 本帖最后由 落魄狭 于 2008-12-18 14:09 编辑 ]

yorktran

看的心里直发毛啊~~~~...........很恐怖

asdfjkl

越看越覺得噁心
不知他們看我們是甚麼感覺?

落魄狭

那些遗留下来的高科技文明是属于地球全人类共有的财产，而不是属于某一个国家的。
希望大家都去了解一些这方面的知识，还有地质考古方面的知识，平时如果在土里发现了上面带有奇特图案的东西，最好不要毁坏了，将他们收藏起来，然后去多问一下这方面的知识，说不定对于解开远古时期的那些谜团就会有帮助呢，其实外星人并不奇怪，假如将一个地球人身体上的所有物质完整的放到地球外宇宙中的其它地方，在那个地方不同的宇宙环境中就会产生出不同的生命，其实就是不同的宇宙环境产生出了不同的生命而已！
真相被踩在人们的脚下，总有一天，当人们认为他们有价值了，将会被重新拾到人们的视平线上的！