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第4章 暗物質(第2頁,共2頁)

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它們一點都不符合。

你現在就在那裡,在銀河系之上,你不妨自己算一下。

將每個恆星和塵埃雲以及所有屬於我們星系的你看得到的物質質量都加起來,你會得到同樣無法解釋的結論:要穩住銀河系裡任何一顆恆星按現在的速度執行而不飛走,銀河系的質量遠遠不夠。

更糟的是,與牛頓理論與水星軌道的微小差異不同,現在這裡的差距可一點都不小。

與你現在見到的質量相比,銀河系應該有五倍以上的質量,不然的話,所有的恆星都會飛走。包括太陽。

你肯定漏掉了什麼,奧爾特也是。

漏掉的可不是幾億顆恆星和它們的塵雲,那樣的話,你大概可以責怪自己或奧爾特沒有準確地估算整個星系。那倒或許可以接受。但是五倍的差別?怎麼回事?再說了,這個奧爾特又是誰?我們可以相信這個傢伙嗎?

我們能。他可不是一個普普通通的天文學家。事實上,他無與倫比的直覺幫助人類弄明白許多你在本書第一部分穿越太陽系和銀河系時所見到的景象。例如,是他發現了太陽不是我們銀河系的中心(現在聽起來這一點都不稀奇,但在他證明這點之前人們可不這麼想)。也是他最早設想在太陽系裡存在著一個巨大的彗星庫(幾百億億之多),現在奧爾特雲這個彗星庫還以他的名字命名,你在穿越太陽系邊界進入我們的紅矮星鄰居比鄰星的引力範圍之前就曾穿過它。

奧爾特在一九三二年的時候,就已經不是默默無聞的科學家了,為了解釋他所能見到的我們整個星系的質量與它的恆星們速度之間所存在的巨大差異,奧爾特作了一個驚人的預言。他認為銀河系中充滿了一種我們尚不知道的物質。一種至今為止尚未被任何一種手段探測到的物質,不僅在地球上,在其他任何地方都探測不到。因為它不與光相互作用,因此任何人都無法通過收集光線的望遠鏡看到它們。他稱它為「暗物質」。按照奧爾特的說法,暗物質的可見效應只能是非直接的,通過引力顯示:暗物質無法被看見,雖然它顯然不是普通物質,但它與普通物質一樣能讓時空彎曲。構成它們的不可能是那些構成我們所知道的一切東西的粒子們,因為如果是那樣的話我們就能看到它。

這種發現聽起來可能太偉大了——太令人興奮——以至於不太可能是真的。不管奧爾特曾經多麼出色,但沒有人永遠不會犯錯。他或許弄錯了呢。為了檢驗這個結論,你決定看看其他星系,看看它們如何互相轉動。瑞士天文學家弗裡茨·茲威基(fritzzwicky)在奧爾特最初的結論發表之後一年的一九三三年就是這麼做的。

如果暗物質是真實存在的,而且它的引力效應不只侷限於銀河系,而是一樣存在於其他星系之內與之間,它就不僅會改變恆星們在星系內的運動,還會改變星系間互相圍繞旋轉的方式。

所以你盯著它們看,聚精會神。

你分析了這些匯聚了閃亮恆星們的巨大集合體間獨特的宇宙舞蹈……你已不再懷疑。

就像茲威基一樣,你沒有選擇,只能承認所有的星系互相圍繞旋轉的速度實在太快,那些巨量的具有引力吸引效應的暗物質的存在已毋庸置疑。

而且暗物質不是物質。

它也不是反物質。

它也不是其他什麼東西。

沒有人知道它到底是什麼。

從二十世紀三十年代起科學家們進行了許多次其他實驗,每次得到的結論都一樣。暗物質就在那裡。它的確存在著。任何地方只要有物質存在,邊上就有暗物質伴隨。雖然我竭盡所能,在這整本書中,向你展示任何我想與你分享的關於我們宇宙的一切,但在暗物質這一點上,我不得不承認我無法再帶你到更接近的地方了。

為什麼?

因為就算是今天,奧爾特大膽猜測的八十多年之後,我們依然對這個暗物質由什麼構成一無所知。我們知道它存在。我們知道它在哪裡。我們有它在我們整個宇宙的各個星系內部和星系周圍分佈的地圖。我們甚至還有一些嚴格限制確定它不是什麼,但我們對它是什麼卻依然一無所知。是的,它的存在無可置疑:每一公斤由中子和質子和電子構成的普通物質,都有著五公斤沒有人知道到底由什麼構成的暗物質伴隨。

暗物質。

意料之外的第一號引力謎團。

它可能意味著愛因斯坦的理論不適用於這個尺度,就像牛頓的理論在離太陽太近時不再適用一樣。但科學家們也做了許多獨立的測量。看起來暗物質的確無處不在,在星系周圍,在我們自己的銀河系周圍以及整個宇宙,而且你看不見它。

看上去我們宇宙所含的不可見部分遠遠超過了可見部分。

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