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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。
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但是简恩·奥尔特还更进了一步。
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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。
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它们不符合。
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它们一点都不符合。
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你现在就在那里,在银河系之上,你不妨自己算一下。
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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。
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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。
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与你现在见到的质量相比,银河系应该有五倍以上的质量,不然的话,所有的恒星都会飞走。包括太阳。
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你肯定漏掉了什么,奥尔特也是。
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漏掉的可不是几亿颗恒星和它们的尘云,那样的话,你大概可以责怪自己或奥尔特没有准确地估算整个星系。那倒或许可以接受。但是五倍的差别?怎么回事?再说了,这个奥尔特又是谁?我们可以相信这个家伙吗?
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我们能。他可不是一个普普通通的天文学家。事实上,他无与伦比的直觉帮助人类弄明白许多你在本书第一部分穿越太阳系和银河系时所见到的景象。例如,是他发现了太阳不是我们银河系的中心(现在听起来这一点都不稀奇,但在他证明这点之前人们可不这么想)。也是他最早设想在太阳系里存在着一个巨大的彗星库(几百亿亿之多),现在奥尔特云这个彗星库还以他的名字命名,你在穿越太阳系边界进入我们的红矮星邻居比邻星的引力范围之前就曾穿过它。
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奥尔特在一九三二年的时候,就已经不是默默无闻的科学家了,为了解释他所能见到的我们整个星系的质量与它的恒星们速度之间所存在的巨大差异,奥尔特作了一个惊人的预言。他认为银河系中充满了一种我们尚不知道的物质。一种至今为止尚未被任何一种手段探测到的物质,不仅在地球上,在其他任何地方都探测不到。因为它不与光相互作用,因此任何人都无法通过收集光线的望远镜看到它们。他称它为“暗物质”。按照奥尔特的说法,暗物质的可见效应只能是非直接的,通过引力显示:暗物质无法被看见,虽然它显然不是普通物质,但它与普通物质一样能让时空弯曲。构成它们的不可能是那些构成我们所知道的一切东西的粒子们,因为如果是那样的话我们就能看到它。
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这种发现听起来可能太伟大了——太令人兴奋——以至于不太可能是真的。不管奥尔特曾经多么出色,但没有人永远不会犯错。他或许弄错了呢。为了检验这个结论,你决定看看其他星系,看看它们如何互相转动。瑞士天文学家弗里茨·兹威基(Fritz Zwicky)在奥尔特最初的结论发表之后一年的一九三三年就是这么做的。
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如果暗物质是真实存在的,而且它的引力效应不只局限于银河系,而是一样存在于其他星系之内与之间,它就不仅会改变恒星们在星系内的运动,还会改变星系间互相围绕旋转的方式。
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所以你盯着它们看,聚精会神。
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你分析了这些汇聚了闪亮恒星们的巨大集合体间独特的宇宙舞蹈……你已不再怀疑。
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就像兹威基一样,你没有选择,只能承认所有的星系互相围绕旋转的速度实在太快,那些巨量的具有引力吸引效应的暗物质的存在已毋庸置疑。
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而且暗物质不是物质。
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它也不是反物质。
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它也不是其他什么东西。
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没有人知道它到底是什么。
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从二十世纪三十年代起科学家们进行了许多次其他实验,每次得到的结论都一样。暗物质就在那里。它的确存在着。任何地方只要有物质存在,边上就有暗物质伴随。虽然我竭尽所能,在这整本书中,向你展示任何我想与你分享的关于我们宇宙的一切,但在暗物质这一点上,我不得不承认我无法再带你到更接近的地方了。
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