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17、成長

汪海成還記得自己第一次讀到暗物質概念時的心情。

“這都胡扯些什麽啊?實在找不到解決方案來解釋這個世界了是吧?都什麽呀!”

那時候他上高一,在《科學中國人》上第一次讀到關於暗物質的科普文。

跟很多其他物理概念的誕生不同,暗物質的提出純粹是為了解決天文物理基本理論和觀測到的宇宙現實的嚴重不符的問題。

早在二十世紀三十年代,天文學家就已經發現星係的旋轉速度高得不合理:根據旋轉速度算出的引力數據遠大於星係中所有星體質量所能提供的引力。廣義相對論重構了引力的意義,但是絲毫沒有解決這個問題。這個數據差距太大,已知星係物質能產生的引力甚至不到應有引力的十分之一,這完全無法解釋宇宙中星係的結構。

如果引力的概念沒有出現顛覆性錯誤,那麽這就要解決一個關鍵問題:宇宙要保證現在這個樣子存在,所擁有的物質應該是所有能觀測到的物質的十到二十倍。我們觀察到的物質隻能提供宇宙所需引力的百分之五到百分之十,那麽提供了剩下百分之九十至百分之九十五引力的巨大質量物質到底在哪裏?

宇宙大爆炸論的完善進一步加劇了這個問題的嚴重性:如果宇宙隻有我們能看到的那些物質,那麽大爆炸後宇宙膨脹的速度應當比現實快得多得多!這再一次證明,人類所能觀測到的所有物質遠少於宇宙真正擁有的物質量。

尋找那些不知道在哪裏的物質經曆了很多挫折。在汪海成當年看來,完全是因為絕望,天文物理學家才提出了“暗物質”的概念:

不帶電荷,不與電子發生幹擾,有質量, 有引力。

這是一個投降書似的物質概念——

為了解決引力問題,這種物質需要大量存在,有質量,有引力。