个结论:宇宙中,我们能看见的普通物质只占一小部分,大部分质量是由这种看不见的‘暗物质’贡献的。”
二、 暗物质可能是什么?
“那它到底是什么做的呢?”傅博文追问。
“这是一个至今未解的前沿科学难题。”傅水恒坦诚地说,“科学家提出了很多种可能的候选者。它可能是一种我们尚未发现的、很重的、相互作用极弱的亚原子粒子,比如‘弱相互作用大质量粒子’;也可能是一种非常轻的、像波浪一样遍布宇宙的粒子,比如‘轴子’;甚至可能是一些早期宇宙形成的原始黑洞……但目前,还没有任何一种被直接探测到。它就像一个穿了最强隐身衣的巨人,我们只能通过它踩在地上的脚印(引力效应)知道它来过,却始终看不清它的真面目。”
三、 暗物质如何塑造宇宙?
陈智林放大了银河系的模拟图,并叠加了根据引力效应推测出的暗物质分布(通常用一个巨大的、大致呈球形的、笼罩整个星系的“晕”来表示,即“暗物质晕”)。
“看,博文,我们银河系,就像一个发光的小盘子,嵌在一个巨大无比的、由暗物质构成的‘晕’里。这个暗物质晕,才是银河系真正的主宰。正是它的巨大引力,束缚着所有的恒星、气体,让银河系能够凝聚成型,而不是分崩离析。可以说,没有暗物质,就可能没有银河系,没有太阳系,也没有我们。”
他进一步解释,在宇宙早期,正是暗物质首先在引力作用下聚集形成“骨架”,普通物质才随后被吸引过去,在暗物质结构的节点上形成星系和星系团。暗物质是宇宙结构的“建筑师”。
本小章还未完,请点击下一页继续阅读后面精彩内容!
四、 我们如何寻找暗物质?
“既然看不见,摸不着,我们怎么抓住它呢?”傅博文的好奇心被彻底点燃。
“主要有三种方法。”陈智林如数家珍,“第一,就像我们刚才做的‘间接探测’,通过观测它在天体系统中的引力效应。第二,是‘对撞机产生’,试图在实验室里用极高的能量碰撞,模拟宇宙初期 conditions,看能否‘创造’出暗物质粒子。第三,也是最困难的,是‘直接探测’。”
他详细解释了直接探测的原理:“想象一下,即使暗物质粒子与普通物质相互作用极弱,但既然它们充满了空间(包括我们所处的实验室),总会有极小的概率,某个暗物质粒子会与探测器里的原子核发生极其罕见的碰撞,留下一点点能量沉积。科学家们就在地底极深的地方(为了屏蔽宇宙射线等其他干扰),建造极其灵敏的探测器,日夜不停地等待那亿万分之一的碰撞信号。这就像在无比嘈杂的体育场里,试图听清一根针落地的声音。”
漫长的星际黑暗,因为有了对暗物质这番深入而生动的探讨,不再令人压抑和恐惧。那无边的黑暗,在三人眼中,仿佛充满了无数无声舞动的、神秘的粒子。它们虽然不可见,却以其巨大的引力,默默支撑着宇宙的宏伟结构,引导着星系的诞生与演化。
傅博文再看舷窗外的黑暗时,感觉已经完全不一样了。那不再是一片虚无的死寂,而是一个充满无形活力、由暗物质主导的广阔舞台。他知道了,在那深邃的黑暗中,潜藏着宇宙绝大部分的物质,它们像沉默的巨神,用引力的丝线编织着星辰的命运。
“所以,”傅博文总结道,眼睛里闪烁着领悟的光芒,“这片黑暗一点都不‘空’,它其实‘挤满了’我们看不见的暗物质朋友,是它们在用看不见的手,拉着星系,也轻轻地、轻轻地拉着我们的飞船,对不对?”
傅水恒和陈智林相视而笑,心中充满了欣慰。
“是的,孩子,”傅水恒望着窗外,目光似乎穿透了黑暗,看到了那无形的巨构,“理解了暗物质,你就理解了宇宙为何是今天这副模样。它提醒我们,人类的感官和常规认知是如此有限,宇宙的真相,远比我们所能直接感知的更为深邃、奇妙。承认‘看不见’的存在,并努力去理解和探测它,正是科学探索
