在宇宙学中,弄明白所谓的“丢失的宇宙质量”是许多重大挑战中的一个。
天文学家很早以前就知道,银河系是依赖于引力而保持完整的。而该引力则取决于银河系所含物质的总量。银河系同时还在自转,由此产生的离心力驱使其物质飞离自身。
实际上,天文学家所观察到的银河系并未因为旋转而被撕裂。或许,银河系物质产生的引力大到足够阻止其发生。
但是,这一现象却引发了一个难题。天文学家可以看到在银河系中究竟有多少可见的物质。当他们把这些质量加在一起之后,却发现怎么都达不到所需的引力大小。那么,肯定有其他一些东西也在产生引力。
一个构想是,在银河系的尺度中,产生的引力比一般的大。这样很自然就可以产生多余的引力使得银河系凝聚在一起。
另一个构想则是,银河系一定被天文学家看不见的一些物质所充斥着,我们称其为“暗物质”。让我们来算一算,这些玩意儿竟然要占据银河系80%的物质,因此,在我们周围应该有大量存在的。但是它们在哪儿呢?
物理学家也通过各种各样的探测器展开了搜索竞赛。不止一个小组声称他们发现在太阳系中暗物质大量存在的迹象,而且比许多理论预言的还要多得多。如果他们是对的,此时此刻,地球及其养育的万物正在深不见底的暗物质海洋中破浪前行。
他们说,暗物质与人体中氢原子核和氧原子核发生碰撞的可能性很大。关于暗物质的一般假设认为,碰撞一般每年发生大约30次。
但是,如果最新的一次实验结果正确的话,与暗物质相互作用的发生几率比预期的要平常得多,所以,与人体碰撞的次数也要高出很多。弗里兹和萨维奇得到的计算结果是,地球上每个人每年要承受10万次的暗物质粒子碰撞。
这也就意味着,你在读这篇文章的这点儿时间里,很可能已经被暗物质击中了。