暗物质其实就是科学家YY出来的理想情人

作者:蝌蚪君来源:蝌蚪五线谱发布时间:2015-12-18

搞科研就像谈恋爱,如果没有真正的感情,那是断不能长久的。

  谈恋爱最重要的是什么?不是房子车子票子,也不是颜值,而是:

  三观契合!!

  搞科研也是如此,从经典物理学体系到相对论再到量子物理,整个物理学的科学体系已经建立起来了,想要撼动根基并不是那么容易的。如果科学家们选择相信已经建起来的的物理学体系,那么但理想与现实发生冲突时,就只能构造子虚乌有的物质来自圆其说。

 

暗物质其实就是科学家YY出来的理想情人

  某种程度上讲,暗物质就是科学家YY出来的理想情人。

  现在,我们先来刷一下这个理想情人的简历:

  姓名:暗物质(Dark Matter)

  性别:看科学家的口味

  年龄:82(1933年被首次提出)

  身材:未知(看不见也摸不着)

  性格:超级高冷(几乎不与其他物质发生任何作用)

  魅力所在:吸引你!!(什么都没有,只有引力)

  嗯,总结一下,正常人的世界中,最像暗物质的东西只有一个,

  那就是鬼……

暗物质其实就是科学家YY出来的理想情人

  它看不见也摸不着,但是有时候又能通过力让你感受到它的存在:

  鬼会轻轻拍一下你的背,但一回头却什么都没有。

  而在科学界,这种“鬼拍背”行为就是,暗物质会用引力改变物质的行为,却又没有任何可以直接探测它的方法。

  跟鬼谈恋爱实在是太困难了,不信你来看:

  1. 理想情人必须存在

  1933年,Fritz Zwicky在研究后发座星系团(the Coma cluster)。他发现按照这个星系团的转速,如果只有可见物质(星体和尘埃)提供引力,并不足以支撑星系团的形成。最终它们会分崩离析,像天女散花一样消散。

暗物质其实就是科学家YY出来的理想情人

  由此,Zwicky首次提出了“暗物质”的概念——看不到却和实体物质一样能提供引力的物质。

  2. 感情升温

  根据开普勒第二定律,行星围绕中央恒星公转时,在相同的时间内,恒星和行星的连线所扫过的面积都是相等的。

暗物质其实就是科学家YY出来的理想情人

  这是因为,行星距离恒星近时引力增加,如果运行速度不加快,离心力就不会增加,那么行星就会朝恒星冲过去。换句话说,距离旋转中心越远的行星运行速度就越慢。

  同样的道理当然也适用于整个星系。1960年代,Vera Rubin和Kent Ford在观测仙女座星系时发现,开普勒第二定律竟然不适用。距离星系中心无论多远,天体的运行速度几乎都一样。1975年他们又发表论文证明很多螺旋星系都是这样的。但如果在星系可见物质的边缘有暗物质存在,那么观测现象就能被完美解释。

  3. 我的世界有你才合理

  2006年,哈勃太空望远镜和钱德拉x射线观测望远镜发现,有两个星系即将融合成一个星系——子弹星系。星系碰撞融合的过程可以通过X射线和引力透镜来观测。如果只有可见物质,那么两种观测方式的结果应该是相同的。

  视频里可见光显示的物质中心为红色,而引力的中心为蓝色。可以看到,即使两星系合二为一,引力中心也没有任何改变。

  那么,只有暗物质的存在才能解释这种现象。除此之外,视频还展示出暗物质很难与普通物质发生相互作用却又可以轻易穿越它们的特点。

  4. 是你造就了我的成长

  宇宙诞生之初,是光子向外的压力和引力之间的搏斗,二者实力相当一直难分高下。这种现象被称作“扰动”。但如果有暗物质的加入,引力就能占上风,让物质结合最终形成现在的星系和一切。

  威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)可以探测宇宙大爆炸第一次扰动顶峰之后的功率谱,探测结果非常支持暗物质的存在。

  5. 真正的约会依旧遥遥无期

  虽然情路坎坷,但很多科学家都坚信自己YY出的理想情人一定是存在的。为了早日找到情人的踪迹,他们才会发射探测器。

  然而就像所有女人一样,暗物质虚无缥缈又捉摸不定,科学家努力了很多年却连她的影子都没看见。

  就像有人在恋情中屡屡受挫而三观被毁一样,也有科学家认为,真正错了的是引力理论,于是就想方设法去修正它。但这条路其实更加艰辛,目前能够完美解释的只有星系转速的问题,其他“鬼拍背”行为统统解释不了。

  现在想想,做科研其实还是比谈恋爱要好,因为可以“脚踩两只船”:一边通过观测寻找暗物质的痕迹,一边试图修正引力理论。这样无论结果如何,总有一边是正确的吧。

  不过放到恋爱关系里,脚踩两只船的后果,就不用蝌蚪君多说了吧。

 

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