目前的天文學(xué)理論認(rèn)為,宇宙中有物質(zhì)和暗物質(zhì),也存在能量和暗能量,我們對物質(zhì)和能量都比較了解,對暗物質(zhì)和暗能量全所之甚少,比如暗物質(zhì),我們至今沒有發(fā)現(xiàn)它的蹤跡。
關(guān)于暗物質(zhì)概念的起源,可以追溯到20世紀(jì)30年代的物理學(xué)家,加州理工學(xué)院的弗里茲·茨維基教授。他是一個很有性格的教授,經(jīng)??诔隹裱蕴岢霎?dāng)時看來離經(jīng)叛道的理論或者異想天開的假說,他說的話普通人根本就不相信,都認(rèn)為他是在吹牛皮,紛紛對他的“胡說八道”嗤之以鼻,而且還有些人提議加州理工學(xué)院的校長,讓他把茨維基開除掉,但是這位校長的態(tài)度很好,說茨維基教授說的事情雖然聽上去都是天方夜譚,但是他說的事情都太重要了,大家都沒見過,誰敢保證不是真的呢?
不過這位教授畢竟有著深厚而淵博的科學(xué)理論知識,所以還是有科學(xué)家對他說的話持半信半疑的態(tài)度,但是后來隨著科學(xué)實驗和觀測技術(shù)的進(jìn)步人們發(fā)現(xiàn),這個大嘴教授說的很多事情竟然都是真的,比如超新星爆發(fā)、中子星、引力透鏡、暗物質(zhì)等等,任誰說出其中一種,都足以科學(xué)史留名,然而茨維基教授說出了很多,而且后來都被實驗和觀測所證實。
我們?nèi)缃穸伎梢岳斫獬滦潜l(fā)、中子星、引力透鏡、暗物質(zhì)這些科學(xué)名詞所代表的宇宙現(xiàn)象,但是在當(dāng)時,很多科學(xué)家都是無法理解的,沒有人相信超新星爆發(fā)會迸發(fā)出那么大的能量,也沒有人相信中子星會有那樣的密度(直到30年后的上世紀(jì)60年代才發(fā)現(xiàn)中子星),能使光線彎曲的引力透鏡如何在宇宙中存在?怎么會有看不見而且對什么都不起作用的暗物質(zhì)?這些在當(dāng)時讓人實在難以想象,其時不只是當(dāng)時,就是現(xiàn)在,沒有一定的天文物理學(xué)知識仍然是無法理解的。
我們這里只說暗物質(zhì),茨維基教授當(dāng)時是這樣設(shè)想的。他看了一個由很多星系組成的星系團(tuán)的觀測資料,其中的星系都以很高的速度在星系團(tuán)里面運(yùn)動,于是他計算了這個星系團(tuán)里面的物質(zhì)的總量,吃驚地發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)產(chǎn)生的引力并不足以拉住這些星系使得這個星系團(tuán)保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài),所以他認(rèn)為必須要有大量的未知而且不可見的物質(zhì)產(chǎn)生足夠的力量,才能維持這個星系團(tuán)的穩(wěn)定運(yùn)行。他認(rèn)為這些物質(zhì)就是暗物質(zhì)。
隨著天文觀測技術(shù)的進(jìn)步,科學(xué)家們又仔細(xì)地測量了星系和其中的恒星運(yùn)動,發(fā)現(xiàn)星系外圍的恒星的運(yùn)動速度很快,比如銀河系,其中有著1500億顆恒星,行星的話就更多了,或在萬億顆以上,其他的衛(wèi)星,矮行星,小行星,彗星等數(shù)量又得翻數(shù)倍,這些可見物質(zhì)加進(jìn)來是一個很龐大的質(zhì)量,但是科學(xué)家們計算后發(fā)現(xiàn),僅僅靠已知的恒星等天體的引力是無法平衡這些星體的離心力的,也就是說銀河系靠自己的力量是無法維持其中星體的運(yùn)行的,因此科學(xué)家們都相信了茨維基教授,認(rèn)為他是天才的預(yù)言家,并且根據(jù)他的假說猜測在宇宙中的星系里面應(yīng)該有比已知物質(zhì)多得多的暗物質(zhì)。
而后來引力透鏡效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)則幫助天文學(xué)家精確地測量了很多星系團(tuán)的質(zhì)量,吃驚地發(fā)現(xiàn)它們的產(chǎn)生引力的總質(zhì)量實際上比可見物質(zhì)的總量多了大約五倍,但是這部分物質(zhì)又看不到,于是就叫他們暗物質(zhì),不過時至今日,人類仍然沒有看到暗物質(zhì)在哪里。
另外,F(xiàn)·茨維基教授還發(fā)明了管理方面的“矩陣式管理”,還有思考方面的“形態(tài)方格法”,不得不說他是一位科學(xué)“怪才”啊。
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