忘掉貓啊狗啊以及帶有另一種現實的平行宇宙。
忘掉量子世界。
忘掉那個縮微版的你。
你現在又回到太空中,變成了純意識。
你已經看到微觀世界充滿謎團,現在你想驗證一下愛因斯坦的理論是不是普遍適用在所有地方,或者它也有著同樣的侷限性。
你在太空。地球現在在你身後,你正朝前飛去。你飛過了月球、太陽和我們的恆星鄰居們。
直到這兒,愛因斯坦的引力理論依然完美適用。恆星們與行星們按預期執行著。
你飛離銀河系,進入星系間空間,然後停了下來。
銀河系在你的下面,就在那裡。其他星系在遠方閃閃發光。含有幾千億顆恆星的巨大旋臂們放射出光亮照耀著黑暗的宇宙背景。
你對引力的知識讓你知道,就像圍繞著太陽轉動的行星一樣,星系裡轉動著的恆星的速度也不會是隨機的。轉動得太快的恆星將脫離星系的護佑,成為孤獨的飄蕩者,遊蕩在星系與星系間的巨大空間裡。如果恆星們轉得太慢,它們將沿著被其他所有恆星們所造成的時空斜坡滑落,這個斜坡將引領它們滑向星系中心——那個滿是恆星的中心突起處,最終被那耐心等待在那裡捕食一切的巨大黑洞吞噬或毀滅。如果沒有一個正確的速度讓自己保持穩定軌道,一顆恆星或者飛出星系,或者註定掉落,就像在大碗中轉動的玻璃珠,或者落到碗底,或者飛出碗外。
你記得牛頓的引力理論就恰恰在引力太強時出了問題。在太陽邊上,他的方程式需要修正才能解釋水星軌道的漂移。愛因斯坦通過革命了我們對於時空的理解而完成了對牛頓理論的修正。現在,一百年之後,輪到愛因斯坦面對尺度的挑戰了。在整個星系邊上,愛因斯坦的理論表現如何?面對幾千億顆恆星而不是一顆的時候,他那個關於時空彎曲的理論還適用嗎?
這就是你現在要驗證的。
你拿出秒錶,開始給那些在銀河系中運動著的恆星們計時。同時調查三千億顆恆星可不容易,所以你從最外圍的那些開始,那顆位於一個巨大旋臂的頂頭的恆星,它與我們銀河系中心的巨大黑洞人馬座a*距離遙遠。
你數了十秒鐘。
那顆你正計時的恆星移動了二千五百公里。不錯。
這相當於圍繞銀河系中心以就九十萬公里/小時的速度旋轉。真的不賴。
它鄰近的恆星運動速度也一樣快。
事實上,任何兩顆與我們星系中心距離相同的恆星運動的速度都一樣,離中心遠的速度慢,而速度最快的那些,如你早先見過的那顆快速運動的s2,則位於很中心的位置。如果你想知道這些位於銀河系邊緣的恆星們需要多久才能繞銀河系一圈,答案是……大概二億五千萬個地球年。真是一個漫長的旅程。銀河系很大。太陽(因而地球也一樣)位於離中心稍近些的地方,繞中心一圈需要二億二千五百萬年不到一些,這個時間段被稱為「星系年」。上一次地球位於現在它在銀河系中所在位置的時候,恐龍還有一億六千萬年可以活……用這種術語表述的話,大爆炸發生在六十一個星系年之前,如果我們從今天開始算,再轉二十幾圈,銀河系和仙女座星系將接近到相撞。順便再說一句,太陽將在隨後的幾個星系月中爆炸。這樣說來,聽起來這個危險離我們也實在不算太遠……
很好。
至今,一切都好。
看起來愛因斯坦的理論沒有什麼問題,除了……
除了問題已經出現了。
坦白告訴你,你並不是第一個檢查這些恆星以多快的速度繞著我們星系旋轉的人。它們的速度很早以前就被瞭解了,早在二十世紀三十年代早期,荷蘭天文學家簡恩·奧爾特(janoort)就測量了它們。
但是簡恩·奧爾特還更進了一步。
首先,他估計了一下整個銀河系可能含有的質量。然後,他檢查了他測到的速度是不是符合預期,能夠讓這些恆星既不飛走又不掉落。
它們不符合。