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暗物質是怎麼形成的?科學家發現了什麼?暗物質是怎麼被發現的呢?

在一本“奇談怪論”的新書中,物理學家將暗物質“作怪”和地球上的恐龍滅絕聯絡起來,世界上多數智慧超群的物理學家都相信暗物質的存在,但他們說不明白什麼是暗物質,指不清楚暗物質在什麼地方,科學界圍繞暗物質存在與否的爭論一直沒有停止。看不見的暗物質是神秘兮兮、人們的日常生活似乎與暗物質毫無關聯,好像人們無需考慮真實的伽利略望遠鏡和虛擬的愛因斯坦望遠鏡與日常生活的關聯一樣,人們不必思考暗物質和“暗物理學”對個人、家庭和社會的任何影響。物理學家設想無處不在的暗物質正在“四處遊蕩”,它們不斷地觸碰和穿越人類的身體和靈魂,人們其實是生活在暗物質創造的宇宙天地。

哈佛大學的一位物理學家拋開”世俗偏見”,深入地探究了暗物質和人類的相互關係,她在“哲學沉思”中追問了一種可能:暗物質也許引發過宇宙天地一系列重大的大碰撞事件,地球上的恐龍在其中的一次大碰撞中滅絕了。理論物理學家麗薩·蘭道爾,科學教授弗朗克·B·貝爾德思考了可能性的證據,他們想要證明暗物質和彗星運動軌跡的關聯,這些彗星來自於太陽系遙遠的奧爾特雲,在6600萬年前的一次彗星撞擊地球事件中,地球生命的主宰——恐龍滅絕了,在墨西哥尤卡坦半島的海岸留下了一個巨型“彈坑”。

《物理學評論通訊》雜誌曾刊發了蘭道爾和物理學助理教授馬修·莉斯共同撰寫了一篇有關暗物質對彗星可能性影響的文章,蘭道爾現在認為,有必要深入剖析暗物質、地球和恐龍三者之間的複雜連線,從而促成了一本新書的問世:“暗物質和恐龍:宇宙中驚人的互聯性”。蘭道爾解釋說自己被暗物質與恐龍的“故事”深深吸引,透過今天看到的潛在性聯絡,自己將挖掘並展現潛在性因素。讀者在新書的閱讀中可以領略從宇宙大爆炸到今日宇宙的形成過程,踏上一次穿越時空的神秘旅行,生命的起源和種群的滅絕涵蓋旅程的途中,從遙遠的星系盤到地球上薄薄的、灰塵覆蓋的K-T邊界層,地球的K-T灰層成了大災難事件的證據,彗星和地球的一次大碰撞導致了恐龍霸主地位的終結。

一層薄薄的暗物質盤也許對太陽系外層區域的彗星施加了微弱作用,暗物質盤沿銀河系中心旋轉,很有可能引起碰撞事件的發生。蘭道爾在書中坦然承認目前沒有發現暗物質盤,但目前的天文觀測資料支援了暗物質盤的存在,發現它們的觀測儀器還沒有設計、製造出來。蘭道爾使用了“奇聞異事”的敘事和類比手法,以解釋深奧的科學觀念,她是一位研究大尺度宇宙結構的學者,個人喜好滑雪,用一臺機器人吸塵器清掃室內地板。恐龍死亡是關聯性事件的一個生動例證,科學家有理由相信“恐龍之死”的主要原因 在地球上發生了一次強烈的碰撞事件,“肆無忌憚”的彗星成了恐龍的真正殺手。彗星的碰撞本身有一些爭議的問題,岩石態小行星也許起源於太陽系內,彗星也許起源於太陽系遙遠邊緣,在冥王星軌道外的奧爾特雲存在一幅寬闊的冰體物集合帶。

彗星是恐龍的“殺手”,什麼力量推動了彗星?衝向地球的彗星怎樣獲得最初的推動力?科學家提出了新的線索,導致恐龍滅絕的碰撞事件也許發生了多次,在地球行星的歷史上究竟發生了幾次?天文學家提出過一些證據,彗星不是隨心所欲地“造訪”地球,而是定期造訪地球,在星際的時間尺度概念上是如此,它們和地球“定期會晤”的間隔大約為3000萬到3500萬年。奧爾特雲非常遙遠,時間間隔的誇大巨大,研究人員在太陽系邊緣尋找其中的答案,奧爾特雲每2。、4億年繞銀河系中心轉一圈,同時在銀河系扁平的圓盤面做上下移動。研究人員解釋了一種可能,在奧爾特雲的執行路線上彈出了一顆衝向地球的彗星,但在銀河系圓盤上的可見物質帶已充分擴散,彗星帶來的碰撞事件不符合在地球上發生的時間。

科學家由此想到暗物質的作用,不是完全不能探測不可見的暗物質,所有物質產生了引力作用,透過暗物質對可見物體施加的引力作用,科學家在宇宙中發現了它們的存在。然而,暗物質與可見物質不同,不是集中在銀河系的圓盤,它們沿銀河系的中心向四周擴散,在銀河系中的恆星和其它普通物質集中區的上方和下方延展。但是,蘭道爾提出了不止一種暗物質的疑問,可見物質的種類多,而暗物質的數量遠超過可見物質。宇宙中佔總物質數量的85%為暗物質,難道巨量的暗物質只有一種型別?多種型別的暗物質有存在的可能性很大。

如果暗物質粒子釋放了能量,就像普通物質轉化為能量,那麼暗物質可能發生冷卻和凝結,沿銀河系中心自然地形成旋轉盤。假設的暗物質粒子的尺度大約比質子高出100倍,暗物質粒子形成的旋轉盤可能比可見物質形成的旋轉盤薄了100倍,而密集度大了100倍。暗物質盤相當細薄,這與彗星碰撞地球的選定時間保持一致。假設暗物質有自己的光子形態,產生輻射並形成圓盤,那麼結果令人浮想聯翩”,蘭道爾過去的研究涉及到超對稱和額外維度概念。除了“閉門造車”的科學研究,蘭道爾熱心從事大眾科學教育活動,之前出版的三本書主要面向大眾讀者。為了創造科學傳播的途徑,她和音樂家合作,寫出了一個有關額外空間維度的歌劇劇本,唱響了“科學好聲音”。

造成恐龍消亡的撞擊只是地球上5次生物種群滅絕的事件之一,“地球故事”以令人不安的方式在今天的人類生活中迴響。理解地球的歷史非常重要,人類也許正在經歷第6次種群滅絕事件,在我們生活的星球上已有難以計數的物種消失了,人類活動帶來了第6次種群滅絕事件,這首先不是暗物質作用帶來的,很有必要調整人類的經濟活動,以減少溫室氣體的排放。加深對宇宙中事物相互關聯的理解,以拓寬人們對地球上人類和非人類生命體之間相互關聯性的認識視野。哺乳動物替代了恐龍,人類成為地球生命的霸主。在恐龍霸主的古生物時代,智慧生命不可能出現,恐龍將把人類生命的誕生逼上絕境。在水草豐美的地球,人們追思遙遠的恐龍,沒有恐龍的滅絕,也就沒有人類的誕生。只有人是自然和社會雙重創造的產物。

(編譯:2015-11-6)

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