第14章 追踪暗物质：发现宇宙的核心（1933）

茨威基从天文观测中发现奥秘，提出了许多重要的天文学理论。他一生在许多科学领域都做出重要贡献，而最大贡献是发现宇宙存在暗物质，为人类打开宇宙新视野。茨威基主张的宇宙学理论，深刻地影响着今天的宇宙学和宇宙观。

生于保加利亚的瑞士天体物理学家茨威基，是位做出多项贡献的科学家。他的第一项科学贡献，是离子晶体和电解质。1934年，茨威基和同事沃尔特·巴德提出“超新星”假设，并发现宇宙射线的起源。超新星是一种从正常的恒星演变到中子星的天文现象。这个有先见之明的假设，在随后的几十年里都有很大影响。

为了支持这一假设，茨威基开始寻找超新星。1935年，他利用德国配镜师伯纳德·施密特打磨的天文望远镜，共发现了120颗以上的超新星。直到2006年，茨威基仍保持发现超新星的世界纪录。

茨威基的最大贡献是发现“暗物质”。20世纪30年代初，茨威基研究星系团后发现“暗物质”的存在。他计算星系团的引力质量，从发光度获得的值大于预期，认为这是星系空间存在大量暗物质的缘故。

1933年，茨威基发表了这个惊人结果：在宇宙空间存在暗物质。人们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。茨威基认为：由于暗物质不会发光，在天文学上用光的手段观察、探测，是绝对看不到暗物质的。

一石激起千层浪。许多天文学家、科学家不相信茨威基的研究——物质就是物质，怎么会看不见？莫非还存在另外一个空间？有人甚至怀疑茨威基患上精神病，因为天文学家患精神病的比例最高。

爱因斯坦作为宇宙学理论和弯曲空间等新概念的发现者、相对论的奠基人，对能量与质量之间的关系最有发言权。他认真分析了茨威基的研究，也认为根本不存在暗物质，并认为茨威基所谓的暗物质不过是错误的“宇宙常数”。

这是一场科学与科学的对决。70多年来的天文观察、科技发展，越来越支持茨威基的理论。1997年，美国哈佛大学天文学家根据超新星的变化，发现宇宙膨胀速度不但没有在自身重力下变慢，反而在一种看不见的神秘力量的控制和推动下变快，科学家称之为“暗能量”。“暗能量”与引力一样，也是一种力量，但它是一种推力，不是拉力。

为了找到暗物质和暗能量存在的新证据，2001年6月30日，美国宇航局发射“威尔金森”探测器。它的任务是精确探测宇宙微波背景辐射温度之间的微小差异，推理宇宙诞生的理论。

2003年，“威尔金森”探测器用大量事实和数据证实：宇宙中确实存在暗物质与暗能量；宙诞生于一次大爆炸；宇宙由23%的暗物质，73%的暗能量，4%的普通物质组成；宇宙中约有90%的物质以暗物质形式存在；宇宙膨胀先减速后加速。据此，“威尔金森”探测器测算：宇宙已有约137±1.2亿年历史。后来，美国、欧洲发射的太空望远镜也支持茨威基的理论。

茨威基首先发现了看不见的物质——暗物质的存在，大大推动了物理学、天文学的发展，对科学的重大贡献不可估量。爱因斯坦没有想到，当初他认为是错误的“宇宙常数”——暗物质以及暗能量，几乎称得上是宇宙的核心。