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宇宙中存在另一個暗宇宙?科學家:你不會知道「暗生命」有多可愛
2022/02/01
2022/02/01

人類對宇宙的認知,其實還處于非常初級的階段,正因為如此,科學家們提出了很多假設來描述宇宙,其中不乏一些令人覺得匪夷所思的理論。

(麗莎.藍道爾)

比如說哈佛大學的理論物理學家麗莎.藍道爾(Lisa Randall)提出的「暗宇宙」理論,就認為宇宙中存在另一個暗宇宙,並且這個暗宇宙中還可能存在著「暗生命」,她在發表在《鸚鵡螺》(Nautilus)雜誌上的文章中指出:你不會知道「暗生命」有多可愛,因為你基本上永遠見不到它們。下面我們來看看這具體是怎麼回事。

在我們太陽系中,各大行星圍繞太陽公轉時有一個明顯的規律,那就是距離太陽越遠的行星,其公轉速度就越慢,其實這種現象可以利用牛頓經典力學來解釋。

簡單來講就是,行星圍繞太陽公轉時會產生「離心力」,其方向與太陽引力相反,當「離心力」與行星受到的太陽引力相等時,行星才會沿著一個穩定的軌道圍繞著太陽公轉(注:「離心力」是一種虛擬力,其本質是物體慣性的表現)。

由于「離心力」的大小與行星公轉速度是正比例關係,而引力的大小則與距離的平方是反比例關係,因此行星的公轉速度必須是一個特定的值,並且距離太陽較遠的行星,其公轉速度必須比距離太陽較近的行星慢,否則的話,行星就會因為「離心力」大于(或小于)太陽引力而脫離當前的軌道,直至遠離太陽而去(或墜入太陽)。

在星系的尺度上,恒星的運行也應該如此,然而科學家卻發現,宇宙中的很多星系並沒有遵循這樣的規律,觀測資料顯示,很多星系的旋轉速度都比理論值高出很多,特別是運行在星系外緣的恒星,其速度更是遠遠地超出了理論值的上限,以星系的質量所產生的引力,根本無法束縛住它們。

為什麼會這樣呢?科學家推測,應該是有一種我們無法直接探測到的物質為星系提供了額外的引力,並將其稱為「暗物質」,在後續的研究中,科學家又在「引力透鏡」、「宇宙微波背景」、「天空調查和重子聲學振盪」等多個領域的研究工作中,發現了暗物質存在的間接證據。

時至今日,暗物質早已得到科學界的普遍認同,科學家甚至還根據已知的觀測資料估算出,宇宙中暗物質的總質量是普通物質(即我們可以直接探測到的物質)的5倍多。

就目前的情況來看,我們只知道暗物質會參與引力相互作用,基本不參與強相互作用和電磁相互作用,可能會參與弱相互作用,通俗點講就是,除了巨觀層面的引力效應之外,暗物質基本上不會與普通物質發生反應,即使暗物質就在我們身邊,我們也很可能感受不到。

然而對于「暗物質到底是什麼樣的物質」這個問題,我們可以說是一無所知。

麗莎.藍道爾正是研究暗物質的眾多科學家之一,在2013年的一項研究中,她和她的研究團隊發現了,銀河系中同樣也存在著大量的暗物質,看上去就像銀河系鑲嵌在一個由暗物質構成的「暗星系」之中一樣。

麗莎.藍道爾隨後提出觀點稱,如此多的暗物質,應該像普通物質一樣由多種基本粒子構成,數年之後,她又在此基礎上提出了一個大膽的假設,即:宇宙中存在另一個暗宇宙。

顧名思義,所謂的暗宇宙,就是指由暗物質構成的宇宙,由于宇宙中的暗物質比普通物質更多,因此一個合理的假設就是,構成暗物質的基本粒子的種類比普通物質還要豐富,儘管它們不會與普通物質發生反應,但它們之間,卻可以通過暗宇宙中特有的相互作用構成各式各樣的暗物質類型,進而形成多姿多彩的暗物質世界。

從現有的觀測資料來看,暗物質在宇宙中的分佈在整體上是均勻的,這就意味著,或許我們身邊就有一個暗宇宙。

進一步想,如果暗宇宙也具備與已知宇宙相似的運行機制,那麼在暗宇宙之中也會存在由暗物質構成的「暗行星」、「暗恒星」、「暗星系」,而在一些條件合適的「暗行星」上,還可能會形成具有複雜結構的高分子化合物,進而演化出由暗物質構成的「暗生命」。

麗莎.藍道爾指出,任何一個沒有偏見的科學家,都不會認為構成暗物質的只是一種基本粒子,從理論上來講,暗宇宙很可能擁有與已知宇宙相似的物質多樣性,因此「暗生命」是可以存在的,只不過因為暗物質不會與我們已知宇宙中的普通物質發生明顯的互動,所以你不會知道「暗生命」有多可愛。

不得不說,這是一個非常有想象力的假設,在邏輯上也說得通,想象一下,假如我們身邊真的有一個暗宇宙,並且其中還有「暗生命」,那麼它們同樣也無法直接探測到我們的存在,所以對于它們而言,我們也是「暗生命」。

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