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宇宙中只有4%的正常物質?

有關重子物質(即正常物質)、暗物質以及暗能量的比例是透過Λ冷暗物質模型所估算出來的。

在20世紀20年代,天文學家哈勃發現河外星系之後不久,茲威基在研究星系團時發現,其中星系的運動速度似乎比理論預言的更快,所以他認為星系團中應當還存在比所能觀測到的物質多得多的不可見物質。

到了80年代,魯賓在研究星系中的恆星旋轉速度時發現,牛頓力學無法解釋觀測到的現象。在太陽系中,行星環繞太陽運動,越靠近太陽的行星,受到的太陽引力作用越強,所以它們需要更快的軌道速度來避免落入太陽中。但在星系中,星系外側的恆星軌道速度卻與其他地方相差不大,遠遠大於牛頓力學所預言的結果。如果沒有其他物質提供引力作用,星系外側的恆星早就脫離星系引力的束縛。於是,天文學家假設暗物質提供了引力作用。透過星系旋轉曲線的估算結果,暗物質的含量是重子物質的數倍。

到了90年代末,透過研究遙遠的Ia型超新星的光譜,天文學家發現宇宙的膨脹速率隨著時間的推移而加快。雖然人們已經在哈勃時代認識到了宇宙正在膨脹,但這是第一次發現宇宙膨脹正在加速。這是由萬有引力主宰的宇宙所無法解釋的現象,於是,天文學家提出了暗能量的概念,認為這種分佈在空間中的能量在大尺度下能夠產生超過引力的排斥效應。

根據最近幾年收集到的觀測資料,再結合Λ冷暗物質模型,目前對宇宙的成分估算是:4。9%的重子物質、26。8%的暗物質以及68。3%的暗能量。