我們生活在一個神奇而又神秘的宇宙中，它是如何誕生的？它是由什麽構成的？它又將走向何方？這些問題一直困擾著人類，也激發著人類不斷探索和發現的熱情。
在過去的一個多世紀裏，人類在宇宙學和物理學領域取得了驚人的進展，從相對論到量子力學，從大爆炸理論到黑洞，從重力波到微中子，我們對宇宙的認識和理解不斷深入和拓展。然而，越是深入，我們就越發現宇宙的復雜和神秘，有許多現象和問題還沒有得到解釋和回答，甚至有些還超出了我們目前的理論框架和觀測手段。
其中最令人困惑和好奇的兩個概念，就是暗物質和暗能量。它們是什麽？它們又有什麽作用？它們又是如何被發現和研究的？本文將為你揭開宇宙的密碼，探索暗物質和暗能量的神秘力量。
一、什麽是暗物質？
暗物質（Dark Matter）是一種假設存在的物質，它不發光也不反射光，所以我們無法用望遠鏡直接觀測到它，但它有質素，會產生重力，會影響其它物質的運動和光線的彎曲。暗物質是宇宙物質的主要組成部份，占據了宇宙物質總量的85%，也是理解宇宙起源和演化的關鍵。
暗物質的存在是透過間接的觀測證據推斷出來的。最早的證據是在1933年，瑞士天文學家弗裏茨·茲威基（Fritz Zwicky）在觀測後發座星系團時發現，星系團中的星系的運動速度太快，如果只考慮可見星系的質素產生的重力，是無法將它們束縛在星系團內的，因此推測星系團中存在大量的不可見的物質，他稱之為「暗物質」。
後來，更多的觀測證據支持了暗物質的存在，例如，星系的旋轉曲線、重力透鏡效應、宇宙微波背景輻射的各向異性等。這些觀測表明，宇宙中的暗物質不僅分布在星系團的尺度上，而且在星系和星系內部也有暗物質的存在。暗物質形成了網狀的結構，為可見物質的聚集提供了重力的支撐，促進了星系和星系團的形成和演化。
暗物質的性質和組成還沒有得到明確的確定，物理學家們提出了許多種可能的候選粒子，例如微中子、軸子、中性微子等，但目前還沒有實驗上的證實。為了尋找暗物質，科學家們采用了多種方法，包括地下實驗、空間探測和粒子對撞機等，希望能夠直接或間接地探測到暗物質體子的訊號。其中，中國的暗物質體子探測衛星「悟空」就是一項重要的空間探測專案，它於2015年12月發射升空，主要探測高能電子和正電子的能譜，尋找暗物質湮滅或衰變的可能證據。目前，「悟空」已經取得了一些重要的科學成果，為暗物質的研究提供了新的數據和資訊。
二、什麽是暗能量？
暗能量（Dark Energy）是一種假設存在的能量，它是驅動宇宙加速膨脹的動力，占據了宇宙總能量的約70%。暗能量和暗物質一樣，都不會吸收、反射或輻射光，所以我們無法直接觀測到它，但它會影響宇宙的幾何形狀和膨脹速率，所以我們可以透過觀測宇宙的大尺度結構和距離標準來間接探測它。
暗能量的發現是在1998年，當時兩個國際合作小組分別利用超新星Ia型作為距離標準，觀測了遠處的星系的紅移和亮度，發現了一個驚人的結果：宇宙的膨脹速度不僅沒有減慢，反而在加速。這意味著宇宙中存在一種與重力相反的斥力，可以使宇宙加速膨脹，這種斥力的來源就被稱為「暗能量」。這一發現震驚了科學界，也為兩個小組的領導者索爾·皮爾姆特（Saul Perlmutter）、賴恩·施密特（Brian Schmidt）和亞當·裏斯（Adam Riess）贏得了2011年的諾貝爾物理學獎。
暗能量的本質和性質還是一個謎，物理學家們提出了許多種可能的理論模型來解釋它，例如宇宙學常數、純量場、改進的重力理論等，但目前還沒有一個模型能夠完全符合觀測數據和理論預期。為了研究暗能量，科學家們采用了多種方法，包括觀測超新星、質素豐度、貝爾效應、弱重力透鏡等，希望能夠更精確地測量宇宙的膨脹歷史和宇宙的幾何形狀，從而揭示暗能量的本質和性質。
三、暗物質和暗能量有什麽關系？
暗物質和暗能量都是宇宙的重要組成部份，它們共同決定了宇宙的命運。暗物質透過重力作用促進了宇宙結構的形成和演化，而暗能量透過斥力作用加速了宇宙的膨脹和冷卻。暗物質和暗能量之間的相互作用還不清楚，但可能會影響宇宙的幾何形狀和密度參數。
暗物質和暗能量的比例隨著宇宙的膨脹而變化。在宇宙早期，輻射和普通物質占據了主導地位，暗物質和暗能量的比例較低。隨著宇宙的膨脹，輻射和普通物質的密度迅速下降，而暗物質的密度下降得較慢，暗能量的密度則保持不變。大約在宇宙年齡的三分之一時，暗物質的密度超過了普通物質的密度，成為了宇宙的主要成分。大約在宇宙年齡的一半時，暗能量的密度超過了暗物質的密度，成為了宇宙的主導因素。從那時起，宇宙的膨脹開始加速，直到現在。
暗物質和暗能量的性質和本質還是一個謎，物理學家們提出了許多種可能的理論模型來解釋它們，例如宇宙學常數、純量場、改進的重力理論等，但目前還沒有一個模型能夠完全符合觀測數據和理論預期。為了研究暗物質和暗能量，科學家們采用了多種方法，包括觀測超新星、質素豐度、貝爾效應、弱重力透鏡等，希望能夠更精確地測量宇宙的膨脹歷史和宇宙的幾何形狀，從而揭示暗物質和暗能量的本質和性質。#熱點引擎計劃#
