1700912064
1700912065
银河系在你的下面，就在那里。其他星系在远方闪闪发光。含有几千亿颗恒星的巨大旋臂们放射出光亮照耀着黑暗的宇宙背景。
1700912066
1700912067
1700912068
1700912069
你对引力的知识让你知道，就像围绕着太阳转动的行星一样，星系里转动着的恒星的速度也不会是随机的。转动得太快的恒星将脱离星系的护佑，成为孤独的飘荡者，游荡在星系与星系间的巨大空间里。如果恒星们转得太慢，它们将沿着被其他所有恒星们所造成的时空斜坡滑落，这个斜坡将引领它们滑向星系中心——那个满是恒星的中心突起处，最终被那耐心等待在那里捕食一切的巨大黑洞吞噬或毁灭。如果没有一个正确的速度让自己保持稳定轨道，一颗恒星或者飞出星系，或者注定掉落，就像在大碗中转动的玻璃珠，或者落到碗底，或者飞出碗外。
1700912070
1700912071
你记得牛顿的引力理论就恰恰在引力太强时出了问题。在太阳边上，他的方程式需要修正才能解释水星轨道的漂移。爱因斯坦通过革命了我们对于时空的理解而完成了对牛顿理论的修正。现在，一百年之后，轮到爱因斯坦面对尺度的挑战了。在整个星系边上，爱因斯坦的理论表现如何？面对几千亿颗恒星而不是一颗的时候，他那个关于时空弯曲的理论还适用吗？
1700912072
1700912073
这就是你现在要验证的。
1700912074
1700912075
你拿出秒表，开始给那些在银河系中运动着的恒星们计时。同时调查三千亿颗恒星可不容易，所以你从最外围的那些开始，那颗位于一个巨大旋臂的顶头的恒星，它与我们银河系中心的巨大黑洞人马座A*距离遥远。
1700912076
1700912077
你数了十秒钟。
1700912078
1700912079
那颗你正计时的恒星移动了二千五百公里。不错。
1700912080
1700912081
这相当于围绕银河系中心以就九十万公里/小时的速度旋转。真的不赖。
1700912082
1700912083
它邻近的恒星运动速度也一样快。
1700912084
1700912085
事实上，任何两颗与我们星系中心距离相同的恒星运动的速度都一样，离中心远的速度慢，而速度最快的那些，如你早先见过的那颗快速运动的S2，则位于很中心的位置。如果你想知道这些位于银河系边缘的恒星们需要多久才能绕银河系一圈，答案是……大概二亿五千万个地球年。真是一个漫长的旅程。银河系很大。太阳（因而地球也一样）位于离中心稍近些的地方，绕中心一圈需要二亿二千五百万年不到一些，这个时间段被称为“星系年”。上一次地球位于现在它在银河系中所在位置的时候，恐龙还有一亿六千万年可以活……用这种术语表述的话，大爆炸发生在六十一个星系年之前，如果我们从今天开始算，再转二十几圈，银河系和仙女座星系将接近到相撞。顺便再说一句，太阳将在随后的几个星系月中爆炸。这样说来，听起来这个危险离我们也实在不算太远……
1700912086
1700912087
1700912088
1700912089
很好。
1700912090
1700912091
至今，一切都好。
1700912092
1700912093
看起来爱因斯坦的理论没有什么问题，除了……
1700912094
1700912095
除了问题已经出现了。
1700912096
1700912097
坦白告诉你，你并不是第一个检查这些恒星以多快的速度绕着我们星系旋转的人。它们的速度很早以前就被了解了，早在二十世纪三十年代早期，荷兰天文学家简恩·奥尔特（Jan Oort）就测量了它们。
1700912098
1700912099
但是简恩·奥尔特还更进了一步。
1700912100
1700912101
首先，他估计了一下整个银河系可能含有的质量。然后，他检查了他测到的速度是不是符合预期，能够让这些恒星既不飞走又不掉落。
1700912102
1700912103
它们不符合。
1700912104
1700912105
它们一点都不符合。
1700912106
1700912107
1700912108
1700912109
你现在就在那里，在银河系之上，你不妨自己算一下。
1700912110
1700912111
将每个恒星和尘埃云以及所有属于我们星系的你看得到的物质质量都加起来，你会得到同样无法解释的结论：要稳住银河系里任何一颗恒星按现在的速度运行而不飞走，银河系的质量远远不够。
1700912112
1700912113
更糟的是，与牛顿理论与水星轨道的微小差异不同，现在这里的差距可一点都不小。
[
上一页 ]
[ :1.700912064e+09 ]
[
下一页 ]