吳津

我們相對于地球，實在太渺小了；而地球在銀河系里也只是一粒塵埃，而銀河系在浩瀚的宇宙中也只能算是一粒沙子。為此，我們經(jīng)常會感嘆宇宙的浩大。但是你可知道，所有這些可見的東西只占宇宙質(zhì)量的5%？

那么剩下的95%呢？

科學家稱這95%為暗物質(zhì)和暗能量，這是我們觀測不到的。雖然暗物質(zhì)和暗能量我們無法觀測到，但科學家認為很有可能是這些東西幫助創(chuàng)造了我們的宇宙。近期，科學家提出了由暗物質(zhì)和暗能量構(gòu)成的“暗星”的概念，稱暗星也許是宇宙中的第一顆星。暗星的名字可能會給人它們很暗的錯誤印象，但實際上，它們是非常大而明亮的星球。

下面，就讓我們看看暗星的提出者——美國理論天文物理學家凱瑟琳·弗瑞斯的理論和研究。

暗物質(zhì)和大質(zhì)量弱相互作用粒子

1986年，弗瑞斯提出的“看不見的膠合劑幫助塑造了宇宙”的理論，而這些“看不見的膠合劑”就是由大質(zhì)量弱相互作用粒子組成的暗物質(zhì)。

大質(zhì)量弱相互作用粒子是質(zhì)量非常大的粒子，它們不與電磁力相互作用。這使得它們在過去的一個世紀里都不能被人們用來探測宇宙的電磁感應器觀測到——它們無處不在，但也無影無蹤。

弗瑞斯說：“對于暗物質(zhì)的一個很好的類比可能是風。我們不能直接看到風，但我們能肯定風的存在，因為它使樹葉‘沙沙作響。暗物質(zhì)也是一樣，雖然我們看不見它，但我們能看到它把周圍的東西聚在一起。暗物質(zhì)也是遵循萬有引力定律的物質(zhì)?！?/p>

尋找暗星

據(jù)弗瑞斯的理論，幾十億年前就是由大質(zhì)量弱相互作用粒子所構(gòu)成的暗星幫助創(chuàng)造了有序體系的宇宙。如果大質(zhì)量弱相互作用粒子真的存在，它們會是在宇宙大爆炸后第一種存在的物質(zhì)。

弗瑞斯說：“我們所居住的宇宙中的星系和星系團，最先是暗物質(zhì)聚集在一起，然后是普通原子、中子、質(zhì)子等在暗物質(zhì)構(gòu)成的原星系中產(chǎn)生，進而形成了我們的星系以及星系中的恒星、行星，最后地球上才有了我們。我們需要暗物質(zhì)的膠著聚合來促進宇宙結(jié)構(gòu)的形成。我們的宇宙是由我們還未曾觀察到過的暗物質(zhì)組成的。如果沒有暗物質(zhì)，我們所在的這個宇宙就不會形成?！?/p>

近期，弗瑞斯和另兩位天體物理學家——美國猶他大學的保羅·罡斗羅和瑞典斯德哥爾摩大學的道格·斯伯里亞對這一理論做了調(diào)查。而他們要尋找的正是最早期的宇宙中形成的第一顆暗星。

弗瑞斯說：“暗星最開始可能和太陽一樣大，但它們可以一直保持生長，直到它們是太陽質(zhì)量的一百萬倍，是太陽亮度的十億倍。下一個重要的太空望遠鏡——詹姆斯·韋伯太空望遠鏡——是著名的哈勃太空望遠鏡的加強版——將能夠發(fā)現(xiàn)暗星。當你發(fā)現(xiàn)暗星時，你發(fā)現(xiàn)的不僅是一個令人難以置信的全新類型的星球，你還能證明它的能量來源是大質(zhì)量弱相互作用粒子。所以你可以真正解決暗星的謎題?！?/p>

如果他們成功找到了暗星，這將標志著現(xiàn)代科學中最具挑戰(zhàn)性的任務之一的完結(jié)。畢竟自20世紀30年代或者更早以來，科學家們就一直在試圖解開暗物質(zhì)的謎題。