宇宙中是否還存在其他我們不知道的物質呢？

星際空間

我們居住其中的銀河系是如此巨大，其中包含的像太陽一樣的恒星就有1000億顆。但是和整個宇宙相比，銀河系就像是滄海一粟。宇宙是浩瀚無邊的，無數恒星、星系和星系團分布其中，像是海洋中點綴的小島。以我們的銀河系為例，雖然其中有超過1000億顆恒星，但是兩顆恒星之間的平均距離能夠達到12億光年。在這樣廣闊的宇宙空間中，除了我們能夠直接觀察到的各種天體之外，是否還存在其他我們不知道的物質呢？

一、星際物質

一直到19世紀后期，大多數科學家還都認為，宇宙各天體之間的地帶是真空狀態，空無一物。但是到了20世紀，天文學家們發現了很多證據，證明了宇宙空間里是存在其他物質的。

德國天文學家哈特曼于1904年在獵戶座的分光雙星系統的光譜中，發現了一條吸收鈣的光譜。在雙星系統中，兩顆恒星圍繞著對方轉動，它們的光譜理應具有周期性的多普勒唯一，但是吸收鈣的這條光譜是沒有變化的。沒過多久，在其他類似的雙星系統中也發現了類似的光譜。在相當長的一段時間里，這種光譜被認為是雙星系統中的鈣元素云。但是到了1928年，美國天文學家斯特魯維根據觀測發現這些固定不變的光譜的強度，隨著恒星和我們的距離變得越來越遠，亮度反而越來越強。這就說明，這些光譜不是由雙星系統中的鈣元素造成的，而是由太陽和這個雙星之間的某些物質造成的。

這是人類有史以來第一次發現了星際物質的存在。后來，人們從這些雙星系統的光譜中找到了更多星際物質的譜線，證明星際物質中包括氫、鈉、鈣、鐵等元素，這些元素的組成和太陽以及很多恒星的組成元素相似。

但是，雖然一些天文學家已經發現了宇宙空間并非是真空狀態，而是存在一些稀薄的氣態物質。但是通過觀測來證明確實存在星際物質，并且認為這是宇宙物質的一種表現形式的，是瑞士籍美國天文學家特南普勒。他于1930年在對銀河系中的恒星的亮度和溫度進行觀測時發現，地球上的觀測者與宇宙中的天體之間，存在一種消光的現象。我們實際能夠看到的天體的亮度，比它的實際亮度要低，因此計算出的距離比實際距離遠。所以這能夠說明，宇宙空間不是真空狀態，而是到處都存在密度很低而無法被觀測到的星際物質。消光現象的發現，加速了人們對星際物質的研究進程。

我們知道，恒星的表面溫度決定恒星的顏色和光譜。如果兩顆恒星的光譜類型相同，那么它們的顏色也應該是相同的。但是，如果兩顆同樣光譜類型的恒星一個距離近一些，一個遠一些，那么離我們稍遠的恒星看起來就要更加偏紅。美國天文學家斯蒂賓于1932年第一次發現了這種現象。他認為，這體現了星際物質對光的干擾。星際物質有選擇地吸收光，吸收率與光的波長成反比，也就是對紅光的吸收率是對紫光吸收率的一半，所以距離越遠，光看起來就越紅。

天文學家還發現，在銀河系中，星際物質的主要成分是星際氣體和塵埃，而且分布十分不均勻。在銀道面上，星際物質的密度是最大的，但是仍然不超過每立方厘米1個原子。飄浮在星際氣體中的塵埃密度則更低，只相當于氣體分子的十分之一，但是它們仍然能夠造成消光現象和紅化現象。

其實，這些星際物質的密度，比我們在地球上的實驗室中制造出的真空狀態的密度還要低，但是在天文觀測中，這些看似微不足道的物質也能起到很大的作用，尤其是消光作用，對遠距離的天文觀測十分不利。而且，由于銀道面上的星際物質密度很大，所以在這個方向上的消光現象是如此嚴重，以至于穿過銀心的光線到達地球時，光照的強度只有原來的百億分之一。所以在過去，科學家曾經一度認為我們處于銀河系的中心，而且對整個銀河系的尺寸的估算，比實際尺寸大了2倍。這也導致我們直到今天還無法一窺整個銀河系的全貌。