起来,“正是这些小小的‘砖块’,在宇宙漫长的岁月里,通过引力的作用,相互碰撞、合并,才最终构筑起了银河系、仙女座星系这样宏伟的‘大厦’。而我们银河系,至今仍在‘吞噬’着一些靠得太近的矮星系,比如人马座矮椭球星系,它已经被银河系的引力撕裂,变成了一条环绕银河的恒星流。”
这个动态的过程让傅愽文感到震撼。宇宙并非静止的画卷,而是一幅永恒流动、不断演化的巨幕电影。
“那么,仙女座星系也有这样的‘小跟班’吗?”他举一反三地问道。
“当然有,而且数量可能比银河系的还多。”陈智林切换画面,显示出仙女座星系周围的卫星星系系统,“M32、M110是两个比较着名的椭圆矮卫星星系。另外,像仙女座I、II、III……等一系列以仙女座命名的矮星系,都是它的卫星。通过研究这些卫星星系的分布和运动,我们可以反推仙女座星系,乃至整个本星系群的质量和暗物质分布。”
“暗物质?”傅愽文捕捉到了这个他听过几次但仍感神秘的名词。
傅老的神情变得更为严肃和专注:“是的,暗物质。这是我们今晚要探讨的另一个核心概念。愽文,你想象一下,如果我们只通过肉眼看到的发光星星来计算银河系的质量,然后根据引力定律去推算星星绕银河中心旋转的速度,会发现一个惊人的事实——计算出的引力,远远不足以束缚住那些在星系外围高速运动的星星。它们早就应该被甩出去了才对。”
傅愽文皱起了小眉头,努力思考着这个矛盾。
陈智林用了一个生动的比喻:“就像你用一根细线拴着一个小球旋转,如果小球转得太快,细线的拉力不够,小球就会飞走。同样,如果银河系只有我们看得到的这些物质产生的引力,外围的恒星和气体早就‘飞走’了。但它们没有,这就意味着,存在着大量我们看不见的物质,提供了额外的、强大的引力。这种看不见的物质,我们就称之为‘暗物质’。”
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“它……它是什么样子?为什么看不见?”傅愽文追问。
“这正是当代物理学最大的谜团之一。”傅老坦诚地说,“我们不知道它的具体构成。它不发光,不吸收光,也不反射光,几乎不与普通物质发生除了引力之外的任何相互作用。我们之所以确信它的存在,完全是通过它对可见物质、对光线的引力效应间接推断出来的。而本星系群,作为一个相对独立且我们能够详细研究的引力系统,是研究暗物质性质和分布的绝佳样本。”
傅老指向整个本星系群的模拟图:“我们认为,本星系群中的每一个星系,包括银河系和仙女座星系,都嵌入在一个巨大的、主要由暗物质构成的‘晕’之中。这些暗物质晕才是星系真正的主导者,它们巨大的质量产生的引力,不仅束缚着星系本身的恒星,也支配着星系之间的运动和最终命运——比如银河系和仙女座星系的未来合并,其背后真正的‘推手’,就是这两个暗物质晕之间的引力舞蹈。”
陈智林调出了根据理论模型绘制的暗物质分布图,原本看似空旷的星系际空间,被大片大片、代表暗物质密度高低的、半透明的彩色晕团所填充。可见的星系,仿佛只是这些巨大暗物质结构之上,偶然点缀的明亮饰物。
这幅图像带给傅愽文的冲击是巨大的。他第一次直观地感受到,宇宙中可见的星辰大海,或许只是冰山一角,在那深邃的黑暗背景之下,潜藏着更为庞大、更为神秘莫测的构成。
“所以,”傅愽文若有所思地说,“我们看到的星星和星系,其实只是……标记?用来画出那些看不见的暗物质的地图?”
“精辟!”傅老眼中闪过惊喜的光芒,“愽文,你这个总结非常到位。天文学家们正是通过观察可见物质的运动,来‘描绘’出不可见暗物质的分布图景。本星系群,就是我们最近的一张‘暗物质地图’。”
接下来,陈智林开始更系统地介绍本星系群的其它成员,他按照类型和
