首页 理论教育 天文学史话:暗物质真相揭开迷雾

天文学史话:暗物质真相揭开迷雾

时间:2023-10-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:在发现这些缺失了的物质以前,科学家们只能暂时称其为暗物质,因为它们还没被观察到,并非一种新物质。这些看似“缺失了”的质量还可能是来自某种几乎不与其他物质相互作用的粒子,因为它们实在太微小了,如中微子。人类的存在与思考始于那3盏每天经过头顶、类型各异的“灯”:包括许多小的光亮、一个大的光源,以及一个白色的圆盘。如今我们已经知道了这些“灯光”的本质。我们也只能做一个估算,就算是这样,也要以数百亿计。

天文学史话:暗物质真相揭开迷雾

“那么,对于天文学的探讨就到此为止了吗?人类已经解开了宇宙空间中的一切谜团了吗?”

当然不是。

对于普通人来说,天文学是最容易入门的学科。不过,正如我们所看到的那样,除了运用自己的眼睛可以去观察的部分,它也是最难以研究的领域之一。

从古希腊人开始思索控制周围事物运行的自然法则开始,人类对自然界的理解已经取得了长足的进步。我们开始对客观事实进行分析,不再执着于臆想。说到底,我们沿用了古代第一批自然哲学家探索世界奥秘的方法:首先根据已经观察到的现象建立一个最为合适的模型,在其后的观测过程中逐步探究该模型是否真正贴合现实。当然了,在研究的道路上人们会提出许多错误的模型。事实上,绝大多数模型都是错误的,因为能够“统治”整个宇宙运行的真理通常只有一个。

毫无疑问的是,人们在20世纪已经找到了关于宇宙本质问题的大部分答案……然而,幸抑或不幸的是,每一个答案都会引发新的问题。

例如,我们已经发现宇宙正在膨胀,这在一定程度上帮助人们了解它的起源。然而,通过望远镜在宇宙中观测到的部分,在全部扩张物质中的占比仅为5%,那么剩余的95%的物质在哪里?

在发现这些缺失了的物质以前,科学家们只能暂时称其为暗物质,因为它们还没被观察到,并非一种新物质。

关于暗物质对于人类不可见的原因,有不同种类的解释。如它们的温度过低,或距离地球太远了,以至于我们无法对其进行观察;抑或是它们所发散出的波不是可见光,而是其他波长的光线,如棕矮星,行星、星系之间的气体或白矮星。这些看似“缺失了”的质量还可能是来自某种几乎不与其他物质相互作用的粒子,因为它们实在太微小了,如中微子。现在,每1秒钟就有大约10亿个中微子从您的手掌心穿过。尽管它们的质量可以忽略不计,但如此大量的粒子也可以在一定程度上解释存在的质量与观察到的质量之间存在的差异。

另一个例证是,科学家们发现那些体量巨大的恒星会通过爆炸形成一个黑洞来终结生命。但是,在这些物质排列极其密集、紧凑的物体中到底发生着什么?它们又是由什么组成的?这些问题至今还没有答案。

无论如何,我们正在努力解释这些现象。根据人类在数万年间对这些问题进行探索的经验,不难发现,即使是错误也能引导着大家朝正确的方向前进。

虽然我们还有太多的东西要学习,不过,还是值得对已取得的成就进行一个回顾。人类的存在与思考始于那3盏每天经过头顶、类型各异的“灯”:包括许多小的光亮、一个大的光源,以及一个白色的圆盘。(www.xing528.com)

如今我们已经知道了这些“灯光”的本质。其中大部分是与我们在天空中看到的“白色圆盘”相类似的恒星,只是它们距离地球更加遥远。另一小部分星体的成分就十分不同了,可能是岩石或者气体,它们也和地球一样围绕某个特定恒星进行公转。另外,还有一些隐藏着的彗星小行星,它们在地球附近的轨道上漫游,其运行轨迹比普通行星还要混乱。

最令人惊叹的是,我们已经将人造卫星送入地球轨道,这等同于人类自己在太空中放置了光源。在条件合适的情况下,我们可以看到这些卫星划过苍穹,并反射出太阳的光线。还有,宇宙飞船也已经抵达了其他行星,其中还有一艘飞船达到了太阳系逃逸速度。不仅如此,科学家们还成功地控制一部分飞行器在太阳系的其他行星上着陆,以便近距离地对它们进行分析。顺便说一句,我们还将人类的一小部分智慧留在了这些星体的表面上。

当然,天文学的进步不仅帮助人类理解了地球之外的事物,也在影响着我们对自身存在的看法。

在这个过程中,人们对自身在宇宙中所处的位置及形态的认知发生了巨大的变化。我们不再认为自己生活在一个被圆顶一般的天空所包围的平坦表面之上;也不会认为天空在围绕着我们旋转。事实证明,人类头顶上的这片苍穹具有不可想象的成分比例,才能够保护整个星球银河系,以及其他类似大小的3.5×1011个星系中安然存在……对了,还有大约7万亿个矮星系。所有这些星系中总共包含有3.0×1019颗恒星。3.0×1019确实是一个难以理解的数字。我们可以先想象出1000颗星星,将他们的数量扩大1000倍,就有了100万颗星星。接下来,再将其乘以1000,数字就达到了10亿;重复一遍这个过程后,还要乘上30倍的数量。

这样庞大的天文数字也教会了我们面对宇宙要更加谦卑,因为就在几个世纪以前,人类还认为自己就是万物的中心,一切事物的出现都是为了服务于自身。

实际上,到目前为止,已经被人们发现的围绕其他恒星公转的行星有近2000颗,其中有30颗星体可能适宜人类居住……不过,要知道我们对其他行星的检测技术还处于初级阶段,而且上述恒星也都在银河系范围之内。那么银河系之外到底有多少颗可能适宜人们居住的行星呢?我们也只能做一个估算,就算是这样,也要以数百亿计。

不久前,人类还需要一些超自然的学说或者哲学理论来描述、阐释周遭发生的现象。但随着对太空研究的深入,我们已经发现了更多宇宙的运行法则,大大减少了对上述理论的依赖,神灵也愈发无所遁形。

那第一个走出洞穴,开始仰望天空、思索并试图去猜测苍穹之上到底在发生着什么的史前人类,又怎么能想象到他最初对头顶光源的好奇心会最终转变为一门如此复杂的科学呢?

无论如何,关于天文学还有太多的谜题等着我们去解答,不过这也是一件令人兴奋的事情。更重要的是,在这个信息高度发达的时代,每一个普通人都能够在电脑或者手机中检索到海量的天文信息,这样的知识储备已然超越了历史上那些曾经破解过宇宙奥秘的天文学家们。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈