暗星幫忙造宇宙

吳津

我們相對(duì)于地球，實(shí)在太渺小了；而地球在銀河系里也只是一粒塵埃，而銀河系在浩瀚的宇宙中也只能算是一粒沙子。為此，我們經(jīng)常會(huì)感嘆宇宙的浩大。但是你可知道，所有這些可見的東西只占宇宙質(zhì)量的5%？

那么剩下的95%呢？

科學(xué)家稱這95%為暗物質(zhì)和暗能量，這是我們觀測(cè)不到的。雖然暗物質(zhì)和暗能量我們無法觀測(cè)到，但科學(xué)家認(rèn)為很有可能是這些東西幫助創(chuàng)造了我們的宇宙。近期，科學(xué)家提出了由暗物質(zhì)和暗能量構(gòu)成的“暗星”的概念，稱暗星也許是宇宙中的第一顆星。暗星的名字可能會(huì)給人它們很暗的錯(cuò)誤印象，但實(shí)際上，它們是非常大而明亮的星球。

下面，就讓我們看看暗星的提出者——美國(guó)理論天文物理學(xué)家凱瑟琳·弗瑞斯的理論和研究。

暗物質(zhì)和大質(zhì)量弱相互作用粒子

1986年，弗瑞斯提出的“看不見的膠合劑幫助塑造了宇宙”的理論，而這些“看不見的膠合劑”就是由大質(zhì)量弱相互作用粒子組成的暗物質(zhì)。

大質(zhì)量弱相互作用粒子是質(zhì)量非常大的粒子，它們不與電磁力相互作用。這使得它們?cè)谶^去的一個(gè)世紀(jì)里都不能被人們用來探測(cè)宇宙的電磁感應(yīng)器觀測(cè)到——它們無處不在，但也無影無蹤。

弗瑞斯說：“對(duì)于暗物質(zhì)的一個(gè)很好的類比可能是風(fēng)。我們不能直接看到風(fēng)，但我們能肯定風(fēng)的存在，因?yàn)樗箻淙~‘沙沙作響。暗物質(zhì)也是一樣，雖然我們看不見它，但我們能看到它把周圍的東西聚在一起。暗物質(zhì)也是遵循萬(wàn)有引力定律的物質(zhì)?！?/p>

尋找暗星

據(jù)弗瑞斯的理論，幾十億年前就是由大質(zhì)量弱相互作用粒子所構(gòu)成的暗星幫助創(chuàng)造了有序體系的宇宙。如果大質(zhì)量弱相互作用粒子真的存在，它們會(huì)是在宇宙大爆炸后第一種存在的物質(zhì)。

弗瑞斯說：“我們所居住的宇宙中的星系和星系團(tuán)，最先是暗物質(zhì)聚集在一起，然后是普通原子、中子、質(zhì)子等在暗物質(zhì)構(gòu)成的原星系中產(chǎn)生，進(jìn)而形成了我們的星系以及星系中的恒星、行星，最后地球上才有了我們。我們需要暗物質(zhì)的膠著聚合來促進(jìn)宇宙結(jié)構(gòu)的形成。我們的宇宙是由我們還未曾觀察到過的暗物質(zhì)組成的。如果沒有暗物質(zhì)，我們所在的這個(gè)宇宙就不會(huì)形成?！?/p>

近期，弗瑞斯和另兩位天體物理學(xué)家——美國(guó)猶他大學(xué)的保羅·罡斗羅和瑞典斯德哥爾摩大學(xué)的道格·斯伯里亞對(duì)這一理論做了調(diào)查。而他們要尋找的正是最早期的宇宙中形成的第一顆暗星。

弗瑞斯說：“暗星最開始可能和太陽(yáng)一樣大，但它們可以一直保持生長(zhǎng)，直到它們是太陽(yáng)質(zhì)量的一百萬(wàn)倍，是太陽(yáng)亮度的十億倍。下一個(gè)重要的太空望遠(yuǎn)鏡——詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡——是著名的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的加強(qiáng)版——將能夠發(fā)現(xiàn)暗星。當(dāng)你發(fā)現(xiàn)暗星時(shí)，你發(fā)現(xiàn)的不僅是一個(gè)令人難以置信的全新類型的星球，你還能證明它的能量來源是大質(zhì)量弱相互作用粒子。所以你可以真正解決暗星的謎題?！?/p>

如果他們成功找到了暗星，這將標(biāo)志著現(xiàn)代科學(xué)中最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一的完結(jié)。畢竟自20世紀(jì)30年代或者更早以來，科學(xué)家們就一直在試圖解開暗物質(zhì)的謎題。