出现一个问题,这个都是从这个大的宏观的概念上,我们来看暗物质的存在的证据,
但是你回到最最本源的问题,如果暗物质存在, 这个东西到底是什么?我们想知道的是这个,对吧。
这个那么暗物质到底是什么, 这个暗物质是不是重子物质?什么意思呢,就是组成我们的,跟我们相同的化学成分的
所构成的东西,但这个东西呢,不发光,不发光,但是这些东西又大量地存在于这个我们的- 银河系的
周围,形成了这么样一个晕,这个十个半径,十倍于银河系盘的大的这么一个范围,有没有这- 种可能性?
这个,这种东西叫什么呢,叫MACHO, 英文缩写叫大质量晕族天体,在上个世纪八十年代、
九十年代,有大量的人在做天文观测, 想来探测到它们。
这个东西是什么呢,首先第一点,不发光嘛,暗物质不发光,太暗了,我们看不见。
第二点,它的候选体有哪些,有三种,第一种是中子星, 是大质量恒星演化到晚期,超新星爆发之后所留下的
东西,中子星的直径大概,质量大概有一个太阳的质量,但是直径呢, 大概三公里到十公里的这个样子,具体跟它的质量有关。
然后呢,它的还有一种叫白矮星, 是太阳这种恒星演化到晚期之后,抛射掉外部的物质之后所形成的残骸,就是中间的残骸。
这个呢,随着时间它会冷却,也会不发光。
这个然后呢是褐矮星,褐矮星是没有形成这个中央 氦燃烧的这样一个恒星,不能叫恒星了,
天体吧,这个它没有氦燃烧,但是呢它亮度很低, 这个褐矮星,褐矮星在早些年还属于纯教课书上的
这是天体,后来被观测证实。
这几个东西,不发光, 但是呢假如说它们真的是暗物质的话,肯定东西很多,可以弥漫在太空当中,然后关键是怎么-
测量呢? 我们还得用引力透镜,为什么呢?它不发光,只能通过它的间接效应来探测它。
所以呢,这个图像是什么样子的呢?假如说 有一个遥远的恒星在那边,我们知道的,它是发光的天体,
然后呢,有一个中心的这个MACHO这个天体,就是晕族大质量天体, 穿过它,从我们的视线和它之间穿过去,
这个时候呢,它会产生微引力透镜的效应, 就是这样的一个天体产生微引力透镜的效应,它会使得呢,在穿过前后,
这个天体的亮度呢,增亮,这个就是下面这个图,下面这个图所看到的,这个是之前
没有增亮的时候,这个增亮就是颜色越大,代表这个亮度,然后再过去,是形成这么样一个 态势,就是它光的亮度呢会上升,
然后呢下降,形成这么样一个,一个趋势,这是寻找这个的方法。
这个是一个实拍的照片,这是地面上拍的,这是 1993年2月份拍摄的照片,就是这个天体已经处于增亮状态了,增亮状态。
这个是1994年1月份拍的,已经变暗了,已经消失了。
当时呢,是地面望远镜拍摄,所以我们分辨不出 这两个天体到底是什么样的。
右边这个呢,是哈勃空间望远镜拍摄的,可以看到,中间这两个天体靠的很近有没有,
这个就是中间的那个天体掩饰掉另外一个所形成的,这个两个天体 分开之后的样子。
事实上天文学家干了一件什么事情呢?他们选了大麦哲伦云作为背景, 大麦哲伦云是地球旁边的一个,不,银河系周围的一个
卫星系,是麦哲伦航海的时候首先发现的,两个, 一个叫大麦云,一个叫小麦云。
于是呢,这个星场里面呢,全是密集的恒星, 他们就拿望远镜去对准这个星场,就是对着,然后开始
观测,连续的观测,看看这其中的恒星有没有增亮。
为什么要这样做呢? 首先第一点,这个,不可否认,这个
有大量的这些,假如说它们组成了暗物质的话,不可否认肯定有很大量的这些天体存在,但是,
它们要这么巧的从一颗恒星前方经过,这个概率实在太低了。
而且关键是我们等不了这么长时间,你说它一百年发生多少次,我能活一百年吗?
对吧?你得在短时间内发现足够大量的
样本,怎么办呢?你就选足够大的这个背景, 所以说在星场里面,你能找到密集的,很密集的星场,看看有没有这个天体经过,另外,
有一点很技巧,你不能选银河系以内的天体,因为银河系天体我们看到都在银盘上对吧?- 在里面,
你得选到一个在银河系以外的天体作为背景,看看银河系晕里面的天体经过它之后,你能看到- 的这个现象。
所以天文学家在那边坚守了很长时间,拿望远镜拍摄
大麦云,然后监测它的这个亮度上升的时间,看到了没有? 看到了。
但是呢, 如果以看到的数目来估计的话,
重子物质肯定不够,不够这个来组成银河系中的暗物质, 就是这样。
所以这是一个很 不幸的事实。
那么但是也给很多人创造了就业的机会, 这个为什么呢?如果说天体,
我们知道天体不行,那肯定是一种特殊的粒子,暗物质是不是特殊的粒子?
这个首先有一点,我们要知道,暗物质的冷和热, 这个我们目前知道的暗物质肯定是冷的,为什么叫冷的呢?
就是说,它在宇宙早期的速度啊,非常低,跟光速比起来, 如果是热的话,它早起运动速度接近光速,这个有什么用处呢?
这个,暗物质,如果说早期的 速度比较低,于是乎呢,暗物质会先成团,
聚集成一种纤维状的结构,聚集完之后,这个 重子物质,就是组成你我的重子物质,开始沿着这个纤维结构流动,
流动到显微结构相交叉的地方,形成了我们今天看见的发光的星系, 形成你我。
如果没有暗物质先成团,形成这个宇宙的骨架的话,
这个发光的物质,重子物质不会沿着这条线往外走, 不会形成这样的这个结构。
所以这个是通过数值模拟, 数值模拟就是超级计算机,几万个粒子进行模拟之后,模拟出来的这个 这个结果。
所以,就像我刚才说的,没有暗物质,就没有你和我在这边讲讲讲, 讲这个。
我来给大家看一段视频,关于这个模拟的这个视频。
这个是由德国马普研究所做的一个视频,
这个看到中间像条纹状的东西没有?这个就是暗物质所形成的架构,骨架,
这个,这个已经模拟完了,你可以这个,它开始放大, 这个数据,这个数据在网上有,免费的,
当然只是其中的十分之一大,你可以通过搜索,这个不是 搜索,你可以上那个网站去用这个数据,如果你觉得可以用这个来做一些 那种东西的话。
这个你可以看到形成的这些骨架,这些骨架叫什么呢,我们现在给它一个名字, 叫宇宙之网,cosmic web, 宇宙之网。
然后这个暗物质形成了骨架之后呢,中间的气体,就是重子物质,开始沿着这个骨架往中间流,
就在这个骨架相交的地方,就是这个地方,形成了我们今天看见的星系。
亮的星系,银河系就在这样的骨架上面。
然后这些骨架还有什么作用,我们银河系周围不是有很多卫星系吗,
这些卫星系会沿着这个骨架运动到银河系的周围,形成我们现在看到的卫星系的样子。
这个是刚才那个整个结构,大尺度结构的这个放大的这个收缩的过程, 可以看到,最大的尺度上面基本上是均匀的,对吧?然后开始这个
中间有开始形成了成团的这个,在这种地方形成了成团的结构。
所以, 暗物质的特性使得它构造了我们今天看见的宇宙。
这个还有一个很重要的问题,物质在往暗物质所 构建的这条高速公路上面落的时候,它会往中间走,
走走走,走到中间形成星系,形成星系,但是星系的中央有一个超大质量黑洞,
就是说,银河系中间也有,四百万个太阳质量,落到星系中央,然后星系中央呢有
喷流,再把这些重子物质喷射出去,于是乎呢,你会形成增亮一个很大的 结构,流动的结构。
这个呢有人计算过, 这个但凡任何一个重子,至少已经经历过一次这样的大的循环结构,
也就是说,有的甚至可以经历过多次。
于是乎呢,你能得到一个很有意思的推论, 你指甲中的某一个重子,之前
完全可能形成于另一个星系,也就是说, 来自星星的你,就是这个。
就是你身上的物质可能之前并不是银河系里面的,可能是仙女星系或者其他什么星系里面的,
另外一点,我觉得另外一点更重要的是什么呢,我们要改变一下观念,
就是说,对于重子来说,我们是重子存在的一种形式,
我们是重子这么大一个循环中的一个中间的阶段, 我们是它的宿主。
就是说,人家在,重子在下 一盘很大的棋就是了,只是说我们中间就正好落我们身上了,所以有的时候,
这个我觉得,这个我不知道你们怎么样,有的时候半夜醒来, 看着天花板,想想,哎呀,人都是要死的对吧?好害怕,
就正常人嘛,对吧,谁是钢铁之躯那是另外一回事,正常人,正常人都害怕, 就我觉得人类和普通动物最大的区别就在于,能够认识到自己的
死亡,这个孙猴为什么要去 学道,对吧?至少电视剧里面拍的是孙猴想长生不老对吧?要去学艺去,
但凡去学就问"此法是否可以长生",对吧? 这说明对死亡的恐惧是与生俱来。
但是你这个时候想想, 哎呀,其实人重子在下一盘很大的棋,我们这不中间过渡阶段而已,对吧?
也没什么啦,就这么地吧,赶紧闭上眼接着睡觉了,对,就这么回事。
其实想想,就是这么一回事,这就是宗教和科学的区别,我觉得, 宗教的目的在于,就是宗教和科学,我个人感觉,最后
殊途同归,最后要回到一个问题,死亡。
为什么呢?宗教告诉你 让你死的安心,死的安心,天天祈祷做善事,对吧?最后见上帝,
让我们见马克思,是一样的道理,死的安心。
科学呢, 让你死的明白。
你是肺癌、 肝癌,这个老死还是怎么样,车祸、 马航,对吧? 这死的明白。
马航,死的人肯定明白我告诉你,我们不明白,人肯定明白, 对吧?就是这么。
我觉得基本上就是这样的一个架构。
所以想想其实 问题没啥。
这个关于刚才那个重子大循环的这个,大家可以看这篇文章,
就是《环球科学》,就是《科学美国人》中文版,有一篇文章,这个我从,这个借鉴了这篇文- 章里面的内容。
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