1900:遊走在歐洲的物理學霸

第624章 宇宙不是法外之地!暗物質也要納入大爆炸理論!三大驗證方案!

很明顯,按理來說,藍色區域只有恆星物質,引力應該比紅色區域小才多。

但現實卻是恆星區域的引力更大,說明必然存在看不見的暗物質。

此刻,當李奇維提出星系團碰撞這種全新的方法時。

眾人頓時震撼無比!

“天啊!”

“這個方法實在太巧妙了。”

“如果真的是這樣,那絕對能完美證明暗物質存在!”

不過很快,大家有點垂頭喪氣。

“只是,這種天文現象恐怕百年難遇吧?”

“不僅如此,還必須持續觀測整個碰撞過程。”

“這又是一項龐大的天文工程!”

此刻,眾人心中感慨。

天文學單打獨鬥的時代很快就要過去了,接下來想要出成果,必須同力合作。

接著,李奇維又說道:“除了以上的方法外,我還想到了另外幾種驗證方案。”

“第一,是我之前提到的宇宙微波背景輻射。”

“不管暗物質多麼神奇,它和普通物質都是來源於宇宙大爆炸。”

“由於暗物質不和光子發生相互作用,所以我們可以藉此,透過研究宇宙微波背景輻射,直接計算暗物質的分佈情況。”

譁!眾人再次驚奇。

沒想到暗物質竟然還和宇宙微波背景輻射產生了關係。

不過想想也對。

作為宇宙中的第一束光,宇宙微波背景輻射可以說攜帶了宇宙中的一切資訊。

在後世,科學家就是利用這種方法,精確地測量出暗物質的分佈情況。

如果把宇宙中的一切物質和能量都換算成能量。(不包括真空零點能)

那麼,普通物質佔比宇宙總能量約為5%,暗物質佔比宇宙總能量約為27%。(猜測剩下的68%是什麼)暗物質的量正好是普通物質的5倍。

此外,暗物質在宇宙中的分佈並不是均勻分佈,而是成“團塊狀”分佈。

可能一個星系的部分割槽域會有一大團暗物質,而其它地方的暗物質密度就較低。

這也是暗物質非常奇特的一種性質。

“第二,暗物質很可能參與了宇宙中大尺度結構的形成。”

“比如茨維基觀察到的后髮座星系團,其中包含了無數的星系。”

“但是這些星系卻按照同樣的運動方式,組合形成了星系團。”

“透過簡單的模擬分析可知,如果沒有暗物質,普通物質很難形成這種大結構。”

“因為暗物質不與光子作用,所以它可以在小尺度上率先聚集,從而促進物質結構的形成。”

說罷,李奇維直接進行了複雜的力學數學模型計算。

眾人看的目瞪口呆!

在後世,科學家甚至在計算機上模擬星系、星系團、及更大尺度結構的形成過程。

方法也簡單。

就是設定好模擬程式的引數後,看看普通物質要加多少,暗物質要加多少。

然後,讓程式遵循萬有引力定律自然演化,看看最終的結果什麼樣。

資料顯示,如果不新增暗物質,那麼模擬出來的宇宙與觀測事實不符。

但是加了5倍的暗物質之後,模擬結果就和現實觀測結果一樣了。

看起來就和做化學反應一樣,或許宇宙就是一場化學反應。

而且,科學家還利用這種方法,得到了暗物質又一個非常重要的性質。

那就是暗物質的運動速度應該遠遠低於光速,即所謂的“冷暗物質”。

這裡的冷不是傳統意義上的“溫度低”。

暗物質沒有溫度的概念,你用手也感覺不到它的溫度。

人類感知溫度,是透過物質發射電磁波把熱量傳匯出來,然後被人類的感覺器官接受。

暗物質沒有電磁相互作用,自然也就不會傳遞熱量。

但是它畢竟也是由物質粒子組成,這些粒子也在不停地運動。

那麼根據運動速度的快慢,就能“等效”地計算出它對標普通物質的溫度。

但即便暗物質的溫度是1萬攝氏度,你若把它拿在手上,則完全沒有灼燒的感覺。

暗物質的這種性質,就是透過研究和模擬大尺度結構得到的。

在計算機沒有面世之前,李奇維可沒有實力手撕這種級別的模擬。

所以,他給出的只是思想和方法。

然而,僅僅是這樣,帶給眾人的震撼也是無以復加的。

最後,李奇維說道:“以上,就是我總結的三大驗證方案。”

“哪怕僅僅實現其中一個,我認為也足以證明暗物質的存在。”

“若是全部實現,則暗物質必然存在!”

眾人心潮澎湃,這是何等的自信!

以布魯斯教授那驚天的直覺,暗物質不存在也得存在!“至於暗物質的組成粒子到底是什麼,這就是物理學家的事情了。”

“大家放心,我會好好敦促盧瑟福教授研究暗物質。”

眾人皆是會心一笑。

天文學和物理學的聯絡越來越緊密了。

像奧爾特這種同時有兩種背景的年輕人,以後會越來越吃香。

海耳則忽然深刻地感慨道:

“本來布魯斯教授提出暗物質時,我都以為這會是對大爆炸理論的一次挑戰。”

“沒想到他竟然完美地把暗物質融入了大爆炸理論,成為其中的一部分。”

“甚至如果證明了暗物質的存在,就等於變相證明了大爆炸理論。”

“簡直太巧妙了!”

海耳的話令眾人皆是震動。

仔細一想,還真是這個道理。

這一刻,大家對於大爆炸理論有了新的體會。

它簡直就是天文學的終極框架。

行星、恆星、星系、星系團;物質、反物質、暗物質;時間、空間.一切的一切,都包含在大爆炸理論之內。

現代物理學的兩大支柱:相對論和量子力學,解釋的只是大爆炸餘波產生的影響。

忽然,在場大佬神色興奮:“物理學的盡頭是天文學!”

“天文學才是自然科學之首!”

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