一個重要的證據(jù)也許能夠證明暗物質(zhì)的存在:生命。這可能會讓人吃驚,暗物質(zhì)不但可以用來解釋星系自轉(zhuǎn)、星系團的運動和相撞之類的天體物理學(xué)現(xiàn)象,還能夠用來解釋生命的起源。
太陽占據(jù)了我們太陽系99.8%的質(zhì)量,天文學(xué)也已經(jīng)向我們傳授了許多關(guān)于恒星運作原理的知識。因此我們也許可以通過測量每個可見星系的全部星光來獲知它們的質(zhì)量。
同時我們也已知道引力運作的法則,知道天體在引力作用下的運動方式,取決于天體系統(tǒng)的總質(zhì)量及其內(nèi)部的質(zhì)量分布情況。因此,我們也可以通過分析星系及其內(nèi)部恒星的運行方式,和星系在星系團中的運動方式,來獲知它們的質(zhì)量。但當(dāng)我們把上面兩種測量方式的結(jié)果進行比較后,就會發(fā)現(xiàn)一個令人震驚的事實:通過星光測量法測得的質(zhì)量只占引力測量法測得質(zhì)量的五十分之一。
宇宙中除了恒星外還有大量不同的物質(zhì)形式,質(zhì)子、中子和電子確實為宇宙作出了巨大貢獻,尤其是氣體和等離子體,它們各自的總質(zhì)量都比宇宙中恒星的總質(zhì)量還要多。但即使把所有這一切加起來,也只占我們通過引力測量法測得的可觀測宇宙總質(zhì)量的15-17%。要解釋我們觀測到的天體運動方式,就需要假想存在著一種新的物質(zhì)形式,這種物質(zhì)不但與質(zhì)子、中子和電子不同,而且也與標(biāo)準(zhǔn)模型中的所有已知粒子不同。我們需要一種看不見的物質(zhì)。
宇宙起源于宇宙大爆炸,如今的一切,都是從那個幾乎完全一致、完全分離、完全自由的高能粒子海洋中產(chǎn)生的。隨著宇宙的擴張和冷卻,質(zhì)子、中子和最輕的原子核(氫、氘、氦和微量的鋰)逐漸產(chǎn)生,但除此之外,別無它物。直到數(shù)千萬甚至數(shù)億年后,物質(zhì)才坍縮成密度足夠大的區(qū)域,恒星、星系才得以從中產(chǎn)生。
不論有沒有暗物質(zhì),這一切都會發(fā)生,盡管細節(jié)上可能有所不同。但是要產(chǎn)生足夠多的碳、氧、氮、磷、硫這樣的生命必須元素,它們必須在宇宙間最大的恒星內(nèi)核中進行鍛造。要形成巖石行星、有機分子和生命,這些重原子必須被拋射到星際介質(zhì)內(nèi),在那里,它們可被下一代恒星循環(huán)利用。
暗物質(zhì)對于生命的起源十分重要,沒有暗物質(zhì),依賴重元素、復(fù)雜元素等原材料的生物化學(xué)作用可能就永遠也不會發(fā)生。
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