第624章 宇宙不是法外之地!暗物质也要纳入(2/2)
最终,科学家通过太空望远镜看到了子弹星系团碰撞后的照片:
其中红色区域表示气体物质,蓝色区域表示引力中心。
很明显,按理来说,蓝色区域只有恒星物质,引力应该比红色区域小才多。
但现实却是恒星区域的引力更大,说明必然存在看不见的暗物质。
此刻,当李奇维提出星系团碰撞这种全新的方法时。
众人顿时震撼无比!
“天啊!”
“这个方法实在太巧妙了。”
“如果真的是这样,那绝对能完美证明暗物质存在!”
不过很快,大家有点垂头丧气。
“只是,这种天文现象恐怕百年难遇吧?”
“不仅如此,还必须持续观测整个碰撞过程。”
“这又是一项庞大的天文工程!”
此刻,众人心中感慨。
天文学单打独斗的时代很快就要过去了,接下来想要出成果,必须同力合作。
接着,李奇维又说道:
“除了以上的方法外,我还想到了另外几种验证方案。”
“第一,是我之前提到的宇宙微波背景辐射。”
“不管暗物质多么神奇,它和普通物质都是来源于宇宙大爆炸。”
“由于暗物质不和光子发生相互作用,所以我们可以借此,通过研究宇宙微波背景辐射,直接计算暗物质的分布情况。”
哗!
众人再次惊奇。
没想到暗物质竟然还和宇宙微波背景辐射产生了关系。
不过想想也对。
作为宇宙中的第一束光,宇宙微波背景辐射可以说携带了宇宙中的一切信息。
在后世,科学家就是利用这种方法,精确地测量出暗物质的分布情况。
如果把宇宙中的一切物质和能量都换算成能量。(不包括真空零点能)
那么,普通物质占比宇宙总能量约为5%,暗物质占比宇宙总能量约为27%。(猜测剩下的68%是什么)
暗物质的量正好是普通物质的5倍。
此外,暗物质在宇宙中的分布并不是均匀分布,而是成“团块状”分布。
可能一个星系的部分区域会有一大团暗物质,而其它地方的暗物质密度就较低。
这也是暗物质非常奇特的一种性质。
“第二,暗物质很可能参与了宇宙中大尺度结构的形成。”
“比如茨维基观察到的后发座星系团,其中包含了无数的星系。”
“但是这些星系却按照同样的运动方式,组合形成了星系团。”
“通过简单的模拟分析可知,如果没有暗物质,普通物质很难形成这种大结构。”
“因为暗物质不与光子作用,所以它可以在小尺度上率先聚集,从而促进物质结构的形成。”
说罢,李奇维直接进行了复杂的力学数学模型计算。
众人看的目瞪口呆!
在后世,科学家甚至在计算机上模拟星系、星系团、及更大尺度结构的形成过程。
方法也简单。
就是设定好模拟程序的参数后,看看普通物质要加多少,暗物质要加多少。
然后,让程序遵循万有引力定律自然演化,看看最终的结果什么样。
数据显示,如果不添加暗物质,那么模拟出来的宇宙与观测事实不符。
但是加了5倍的暗物质之后,模拟结果就和现实观测结果一样了。
看起来就和做化学反应一样,或许宇宙就是一场化学反应。
而且,科学家还利用这种方法,得到了暗物质又一个非常重要的性质。
那就是暗物质的运动速度应该远远低于光速,即所谓的“冷暗物质”。
这里的冷不是传统意义上的“温度低”。
暗物质没有温度的概念,你用手也感觉不到它的温度。
人类感知温度,是通过物质发射电磁波把热量传导出来,然后被人类的感觉器官接受。
暗物质没有电磁相互作用,自然也就不会传递热量。
但是它毕竟也是由物质粒子组成,这些粒子也在不停地运动。
那么根据运动速度的快慢,就能“等效”地计算出它对标普通物质的温度。
但即便暗物质的温度是1万摄氏度,你若把它拿在手上,则完全没有灼烧的感觉。
暗物质的这种性质,就是通过研究和模拟大尺度结构得到的。
在计算机没有面世之前,李奇维可没有实力手撕这种级别的模拟。
所以,他给出的只是思想和方法。
然而,仅仅是这样,带给众人的震撼也是无以复加的。
最后,李奇维说道:
“以上,就是我总结的三大验证方案。”
“哪怕仅仅实现其中一个,我认为也足以证明暗物质的存在。”
“若是全部实现,则暗物质必然存在!”
众人心潮澎湃,这是何等的自信!
以布鲁斯教授那惊天的直觉,暗物质不存在也得存在!
“至于暗物质的组成粒子到底是什么,这就是物理学家的事情了。”
“大家放心,我会好好敦促卢瑟福教授研究暗物质。”
众人皆是会心一笑。
天文学和物理学的联系越来越紧密了。
像奥尔特这种同时有两种背景的年轻人,以后会越来越吃香。
海耳则忽然深刻地感慨道:
“本来布鲁斯教授提出暗物质时,我都以为这会是对大爆炸理论的一次挑战。”
“没想到他竟然完美地把暗物质融入了大爆炸理论,成为其中的一部分。”
“甚至如果证明了暗物质的存在,就等于变相证明了大爆炸理论。”
“简直太巧妙了!”
海耳的话令众人皆是震动。
仔细一想,还真是这个道理。
这一刻,大家对于大爆炸理论有了新的体会。
它简直就是天文学的终极框架。
行星、恒星、星系、星系团;物质、反物质、暗物质;时间、空间.
一切的一切,都包含在大爆炸理论之内。
现代物理学的两大支柱:相对论和量子力学,解释的只是大爆炸余波产生的影响。
忽然,在场大佬神色兴奋:
“物理学的尽头是天文学!”
“天文学才是自然科学之首!”
(本章完)