今天這書有意思了，光聽這名字《暗物質(zhì)與恐龍》，就讓我的好奇心爆棚了，一起來(lái)滿足好奇心吧。
暗物質(zhì)，是一個(gè)物理學(xué)的概念；而恐龍，早已滅絕，只能在博物館見到它們的化石，是古生物學(xué)的研究對(duì)象。這兩個(gè)東西八竿子都打不到一塊兒，怎么把它們聯(lián)系到一起了呢？這本書其實(shí)是回答了這樣一個(gè)問(wèn)題：到底什么才是殺死恐龍的真兇？傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，是隕石撞擊造成了恐龍的滅絕，但這本書卻認(rèn)為“隕石撞擊說(shuō)”是不完美的，暗物質(zhì)，才是恐龍滅絕的真正原因。但暗物質(zhì)看不見摸不著，也不和普通物質(zhì)發(fā)生相互作用，這樣一種幾乎虛無(wú)的東西，是怎么殺死強(qiáng)大的恐龍的呢？
“暗物質(zhì)謀殺恐龍”，雖然聽著有點(diǎn)不靠譜，但提出這個(gè)理論的，其實(shí)是一位貨真價(jià)實(shí)的科學(xué)家，那就是本書的作者麗莎·藍(lán)道爾，我先給你介紹一下她吧。麗莎·藍(lán)道爾是美國(guó)的一位女性物理學(xué)家，身兼哈佛、麻省理工、普林斯頓三所頂級(jí)名牌大學(xué)的物理系終身教授職位。藍(lán)道爾的研究領(lǐng)域，主要集中在粒子物理、弦理論、額外維度理論等方面。“第五維空間”理論，就是藍(lán)道爾最先提出來(lái)的。
這個(gè)理論是怎么回事呢？我們知道，按愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論來(lái)說(shuō)，人類是生活在“四維時(shí)空”里的，就是三維空間再加上一個(gè)時(shí)間維。但是藍(lán)道爾提出，除了這四個(gè)維度之外，宇宙還存在一個(gè)額外的維度，就是第五維空間，但這種空間結(jié)構(gòu)我們?nèi)祟愊胂蟛怀鰜?lái)，只能用數(shù)學(xué)來(lái)描述。也因?yàn)檫@個(gè)理論，藍(lán)道爾被人們稱為“挑戰(zhàn)愛(ài)因斯坦的理論物理學(xué)家”。
除了搞科研，藍(lán)道爾還寫科普?qǐng)D書，結(jié)果一寫就成了《紐約時(shí)報(bào)》超級(jí)暢銷書作家。藍(lán)道爾有不少科普著作，這本《暗物質(zhì)與恐龍》就是其中最受歡迎的。這本書之所以受歡迎，原因在于它有一個(gè)特點(diǎn)：它雖然是科普著作，但讀起來(lái)卻像偵探故事。這話不是我說(shuō)的，是著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者基普·索恩對(duì)本書的評(píng)價(jià)，而索恩就是科幻大片《星際穿越》背后的科學(xué)顧問(wèn)。為什么說(shuō)這本書像偵探故事？因?yàn)樗怯靡粋€(gè)個(gè)已經(jīng)被證實(shí)的科學(xué)事實(shí)，加上嚴(yán)密的邏輯推理，最后得出了一個(gè)令人震驚的結(jié)論，那就是暗物質(zhì)謀殺了恐龍，這就和偵探破案的過(guò)程很類似。
我們先來(lái)看看“案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)”吧，也就是6600萬(wàn)年前恐龍滅絕的時(shí)候發(fā)生了什么。那時(shí)候發(fā)生的事情可以用一個(gè)詞來(lái)概括，那就是“物種大滅絕”。這個(gè)概念非常重要，因?yàn)樗潜緯碚擉w系的出發(fā)點(diǎn)，也是最終的落腳點(diǎn)。藍(lán)道爾教授建構(gòu)這套理論的目的，不僅僅是為了解釋恐龍這一個(gè)物種的滅絕問(wèn)題，更是為了解釋整個(gè)“物種大滅絕”的發(fā)生機(jī)制。而恐龍滅絕，只是物種大滅絕的一環(huán)。
所謂的“物種大滅絕”，就是指在一個(gè)比較短的時(shí)間范圍內(nèi)，和比較大的地理范圍內(nèi)，生物數(shù)量和種類急劇下降的事件。歷史上的物種大滅絕事件至少發(fā)生過(guò)20多次，聽起來(lái)很可怕吧，其中最著名的物種大滅絕有5次。當(dāng)然我們只需要關(guān)心5次中的最后一次，也就是發(fā)生在6600萬(wàn)年前的“白堊紀(jì)末期物種大滅絕”，因?yàn)榭铸埦褪窃谶@一次物種大滅絕中消亡的。當(dāng)然嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不是所有的恐龍都滅絕了，有些學(xué)者認(rèn)為部分會(huì)飛的恐龍活了下來(lái)，最后演化成了鳥類。
關(guān)于物種大滅絕這件事本身，有兩點(diǎn)是值得關(guān)注的。第一是它持續(xù)的時(shí)間，雖然剛才說(shuō)物種大滅絕發(fā)生在“較短的時(shí)間范圍內(nèi)”，但這個(gè)“短”是相對(duì)于地質(zhì)年代來(lái)說(shuō)的。對(duì)于人類來(lái)說(shuō)這個(gè)“短”其實(shí)很長(zhǎng)，一次物種大滅絕可以持續(xù)幾百萬(wàn)年，所以物種大滅絕不是一個(gè)瞬間性的概念。如果在一段時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有發(fā)生什么災(zāi)難性事件，但物種形成的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于物種消亡的速率，這也叫物種大滅絕，比如我們目前的時(shí)代，其實(shí)就正處在一次無(wú)聲無(wú)息的物種大滅絕中。科學(xué)家估算，正常的物種消亡速度是平均每年有一個(gè)物種滅絕，但實(shí)際上，我們今天的物種滅絕速度是這個(gè)平均值的幾百倍。
第二點(diǎn)要注意的是，物種大滅絕在地球生命史上占據(jù)了絕對(duì)統(tǒng)治地位，我們不要以為生存是一件輕輕松松、理所當(dāng)然的事情。據(jù)科學(xué)家推算，自地球誕生以來(lái)，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的生物已經(jīng)滅絕了超過(guò)98%。這是一個(gè)非?？植赖谋壤?，等于說(shuō)幾乎所有出現(xiàn)過(guò)的物種都滅絕了?？梢?，生存本身是一種特殊的幸運(yùn)，滅絕才是生命的常態(tài)。
現(xiàn)在我們說(shuō)回到6600萬(wàn)年前的白堊紀(jì)物種大滅絕，白堊紀(jì)末期到底發(fā)生了什么，是什么導(dǎo)致了那一次物種大滅絕的發(fā)生？這個(gè)問(wèn)題的答案曾經(jīng)眾說(shuō)紛紜，相信你多多少少聽說(shuō)過(guò)，比如說(shuō)火山活動(dòng)、氣候變冷或變暖、海平面上升或下降，還有說(shuō)缺氧的，而其中最關(guān)鍵的一個(gè)假說(shuō)是隕石撞擊說(shuō)?！半E石撞擊說(shuō)”認(rèn)為6600萬(wàn)年前，直徑大約10公里的隕石，以比火箭還快幾倍的速度撞上了地球，位置在墨西哥的尤卡坦半島，撞擊釋放的能量相當(dāng)于摧毀廣島和長(zhǎng)崎的原子彈能量的10億多倍，這次撞擊造成了全球四分之三的物種滅絕，其中就包括了恐龍。
這些假說(shuō)曾經(jīng)誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí)，吵個(gè)沒(méi)完沒(méi)了，直到一個(gè)關(guān)鍵證據(jù)出現(xiàn)。這個(gè)證據(jù)一出來(lái)，就以摧枯拉朽的方式終結(jié)了這場(chǎng)紛爭(zhēng)，它完美地證明了隕石撞擊說(shuō)的正確性。最后，在2010年的時(shí)候，41位科學(xué)家聚在一起開會(huì)，會(huì)議的內(nèi)容就是把隕石撞擊說(shuō)由一個(gè)“假說(shuō)”確立為明確的科學(xué)結(jié)論，就連那些曾經(jīng)反對(duì)隕石撞擊說(shuō)的科學(xué)家，都紛紛為隕石撞擊說(shuō)站臺(tái)。
那么這個(gè)如此強(qiáng)大，能讓眾多科學(xué)家信服的證據(jù)究竟是什么？其實(shí)它就是我前面提到的3條關(guān)鍵線索的第一條，那就是——銥元素。
銥，是地殼中最稀有的元素之一。我們平常認(rèn)為已經(jīng)夠稀有的“金”元素，在地殼中的含量是銥的40倍，可見銥多么稀有。地球表面的銥元素主要來(lái)自宇宙塵埃的沉積，由于沉積是緩慢而且恒定的過(guò)程，所以銥在地層中的分布也應(yīng)該是比較均勻的。但事實(shí)真的如此嗎？
美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家在意大利、丹麥的幾個(gè)地方發(fā)現(xiàn)，這幾個(gè)地方的銥元素含量是它周圍土壤的幾十倍，最高可達(dá)160倍。而且科學(xué)家測(cè)量土壤的年齡后發(fā)現(xiàn)，這些銥元素幾乎都不約而同地分布在白堊紀(jì)末期形成的黏土層中。遠(yuǎn)超平均含量的銥元素，在白堊紀(jì)末期突然同時(shí)出現(xiàn)在地球上，這肯定不是巧合?？茖W(xué)家在排除了眾多解釋后，認(rèn)為只有一個(gè)解釋是合理的，那就是隕石撞擊。因?yàn)殂炘卦诘乇黼m然稀少，但在隕石中含量卻比較高，只有隕石的撞擊才能讓這么多的銥元素同時(shí)出現(xiàn)在地球的不同地方，這也成了隕石撞擊說(shuō)成立的決定性證據(jù)。
我們總結(jié)一下恐龍滅絕的第一條線索。我們講到了，對(duì)于地球生命史而言，滅絕是常態(tài)而非特例。導(dǎo)致物種大滅絕的可能有好幾種，最終“銥元素”的出現(xiàn)讓“隕石撞擊說(shuō)”脫穎而出擊敗了其他理論。因?yàn)殂炋∩倭?，卻在同一時(shí)間集中出現(xiàn)，只可能是由地外隕石帶來(lái)的。“銥元素”也是我們推理出“暗物質(zhì)殺死恐龍”的第一條關(guān)鍵線索。
說(shuō)完了第一條關(guān)鍵線索，這案子看上去就已經(jīng)破了，科學(xué)家確定，就是隕石殺死了恐龍。那你可能會(huì)問(wèn)了，不是說(shuō)殺死恐龍的是暗物質(zhì)嗎，怎么又變成“隕石撞擊”這樣的老生常談了？其實(shí)，藍(lán)道爾教授本人是認(rèn)可隕石撞擊說(shuō)的，但她認(rèn)為這個(gè)理論不完善。隕石的確是恐龍滅絕的直接原因，但并非根本原因。因?yàn)檫€有一個(gè)幽靈般的存在沒(méi)有得到解釋，讓藍(lán)道爾懷疑這起案件的真兇另有其人，那就是——周期性，這也是本案的第二條關(guān)鍵線索。
這個(gè)周期性是什么意思呢？我們之前講過(guò)，物種大滅絕對(duì)于地球生命史而言是一種常態(tài)，生命為什么會(huì)如此脆弱？出現(xiàn)過(guò)的生物98%都滅絕了，這么巨大的比例不像是隨機(jī)形成的，藍(lán)道爾懷疑這背后隱藏著一套滅絕機(jī)制在起作用。如果能找出這種滅絕機(jī)制，不僅可以解釋恐龍的滅絕，還可以解釋很多其他生物的滅絕?？茖W(xué)就是這樣，不滿足于解釋表面的因果，而是要發(fā)現(xiàn)深層的規(guī)律。
在藍(lán)道爾之前，科學(xué)家們已經(jīng)做了一些有益的探索，他們把大大小小的20多次物種大滅絕的時(shí)間列成表格，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的秘密，那就是，物種大滅絕的時(shí)間是有規(guī)律的，它存在周期性。每隔3000萬(wàn)年左右就會(huì)發(fā)生一次物種大滅絕，當(dāng)然這個(gè)3000萬(wàn)年是一個(gè)約數(shù)，會(huì)上下浮動(dòng)一點(diǎn)。
接著又有科學(xué)家整理了歷史上大型隕石的撞擊記錄，發(fā)現(xiàn)大型隕石的撞擊也有周期性，而且這個(gè)周期和物種大滅絕的周期，是高度重合的，也在3000萬(wàn)年上下浮動(dòng)。于是一個(gè)推論很自然地就形成了：周期性的隕石撞擊，導(dǎo)致了周期性的物種大滅絕。
但事情還沒(méi)完，這種周期性是怎么形成的？是什么東西讓隕石的撞擊遵循這么精確的周期呢？藍(lán)道爾認(rèn)為要搞清楚隕石撞擊的周期性，首先要知道這些隕石是從哪里來(lái)的。而不同的隕石來(lái)源也不同，所以得先確定隕石的分類。撞擊地球的隕石主要分為兩類，一類是小行星，還有一類是彗星。小行星和彗星有什么區(qū)別呢？小行星的主要成分是石頭，彗星既有石頭又有冰塊。小行星體積大速度慢，彗星體積小速度快。但這都不是主要區(qū)別，最大的區(qū)別是：彗星穿過(guò)地球軌道，有明確的周期，但小行星沒(méi)有明確的周期性。你看，又提到了周期性，這就很關(guān)鍵了。因?yàn)殄缧潜刃⌒行歉稀爸芷谛浴边@個(gè)特點(diǎn)，所以藍(lán)道爾認(rèn)為造成物種大滅絕的隕石，應(yīng)該是彗星而不是小行星。
把小行星排除掉的好處，就是我們就可以明確隕石的來(lái)源地了，因?yàn)樘?yáng)系的彗星大多儲(chǔ)備在一個(gè)地方，那個(gè)地方叫作“奧爾特云”，是一個(gè)包圍著太陽(yáng)系的球體云團(tuán)。奧爾特云距離地球非常遠(yuǎn)，光線從那里到地球都至少需要跑1年，可以說(shuō)是太陽(yáng)系的最遠(yuǎn)端。這就很有意思了，什么力量可以讓彗星從太陽(yáng)系的最外面跑到最里面來(lái)呢？
作者認(rèn)為，奧爾特云距離太陽(yáng)十分遙遠(yuǎn)，所以這里的彗星受到太陽(yáng)的引力已經(jīng)很微弱了，它們?cè)谲壍郎咸幱谝环N搖搖欲墜的平衡狀態(tài)，稍微有一點(diǎn)來(lái)自其他天體的引力擾動(dòng)，就會(huì)讓這些彗星脫離軌道，進(jìn)入內(nèi)太陽(yáng)系，甚至向地球飛過(guò)來(lái)。那么這種造成引力擾動(dòng)的引力源，究竟是什么呢？
這個(gè)問(wèn)題不僅困擾了藍(lán)道爾，也困擾了整個(gè)天文學(xué)界很多年。為了解釋周期性的彗星雨，天文學(xué)界提出了許許多多的理論。我先給你講講其中最震撼、最有想象力的一種，這個(gè)理論叫作“復(fù)仇女神假說(shuō)”。復(fù)仇女神假說(shuō)最驚人的地方在于，它提出，太陽(yáng)系其實(shí)有兩顆太陽(yáng)！也就是說(shuō)，太陽(yáng)是一個(gè)雙星系統(tǒng)，擁有一顆叫作“內(nèi)梅西斯”的伴星，內(nèi)梅西斯就是希臘神話中復(fù)仇女神的名字。這個(gè)假說(shuō)并非異想天開，因?yàn)樵谟钪嬷?，雙星系統(tǒng)是非常普遍的，甚至可能比單星系統(tǒng)還多。既然有兩顆太陽(yáng)，那為什么我們看不到另一顆太陽(yáng)呢？這個(gè)理論認(rèn)為，那是因?yàn)樗牧炼忍土?，?fù)仇女神是一顆紅矮星或者褐矮星，所以人類用肉眼根本看不到它。
如果這個(gè)理論成立，那么它就可以成功解釋周期性的物種大滅絕。因?yàn)檫@顆太陽(yáng)每隔幾千萬(wàn)年就要掠過(guò)奧爾特云一次，它的引力吸引了奧爾特云中的彗星，把它們從奧爾特云中拽出來(lái)，造成了周期性的彗星雨，進(jìn)而造成了周期性的物種大滅絕。但可惜的是，隨著更先進(jìn)的射電天文望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展，人類始終沒(méi)有找到這顆“黑暗的太陽(yáng)”，這個(gè)在天文界浪漫了幾十年的假說(shuō)最終被證明是不成立的。造成周期彗星雨的引力源，應(yīng)該是另有原因。
另一個(gè)備選的引力源，是“銀河潮汐力”。潮汐力很多人都聽說(shuō)過(guò)，但容易把它和引力混為一談，潮汐力不是引力，而是引力的一種衍生力，或者說(shuō)它是一種“引力差”。比如說(shuō)月球?qū)τ诘厍蛏喜煌糠值囊κ遣灰粯拥模@種不同部分之間引力的差，就是潮汐力，正是地月潮汐力引起了地球上海洋的潮汐。
而在銀河中，同樣也存在這樣的潮汐現(xiàn)象。整個(gè)銀河系對(duì)于奧爾特云各個(gè)部分的引力是不同的，這種引力差會(huì)把奧爾特云拉長(zhǎng)，奧爾特云被拉長(zhǎng)之后，某些彗星距離太陽(yáng)的距離就比我們想象中要近得多了，一旦它們運(yùn)行到近日點(diǎn)，就很容易被潮汐力從奧爾特云里面推出來(lái)，從而進(jìn)入到內(nèi)太陽(yáng)系。但藍(lán)道爾認(rèn)為，銀河潮汐力只能造成“緩慢而穩(wěn)定”的彗星流，這樣的彗星流不足以引發(fā)物種大滅絕。所以銀河潮汐力，也不是我們要找的引力源。
總結(jié)一下這部分的內(nèi)容。藍(lán)道爾教授發(fā)現(xiàn)，物種大滅絕是有周期性的，每3000萬(wàn)年就會(huì)發(fā)生一次，而這個(gè)周期和隕石撞擊的周期正好是吻合的，又因?yàn)殄缧潜刃⌒行歉现芷谛?，于是藍(lán)道爾推斷，是某種引力源吸引彗星脫軌造成了周期性的物種大滅絕。
這時(shí)，藍(lán)道爾想到了一種東西，這個(gè)東西從來(lái)沒(méi)人把它和物種大滅絕聯(lián)系起來(lái)，那就是：暗物質(zhì)。我們終于迎來(lái)了真正的主角。那我們現(xiàn)在就來(lái)講本案的第3條關(guān)鍵線索，暗物質(zhì)，這也是3條線索中最關(guān)鍵的一條。
先來(lái)說(shuō)下暗物質(zhì)是什么東西吧？藍(lán)道爾用一個(gè)很簡(jiǎn)單的說(shuō)法就講清楚了，她說(shuō)“暗”的反面是什么？是“光”，所以暗物質(zhì)就是站在光的對(duì)立面的一種東西，它是既不吸收光也不反射光的物質(zhì)。當(dāng)然，這個(gè)光不僅僅是指可見光，而是指所有頻段的光，就是各種電磁波。所以說(shuō)它沒(méi)法被觀測(cè)，也不能被研究，因?yàn)樗缓腿魏坞姶挪ㄆ鸱磻?yīng)。
這個(gè)定義意味著什么呢？意味著人類完全沒(méi)辦法“看到”暗物質(zhì)，不僅肉眼看不到，用人類的其他“眼睛”，也就是各種探測(cè)器，也看不見它，因?yàn)槿祟愓J(rèn)識(shí)世界的主要手段，大多數(shù)都是基于光學(xué)的。我們只能通過(guò)觀測(cè)到的一些宇宙現(xiàn)象，間接證明暗物質(zhì)的存在。
那你可能就要問(wèn)了，既然用人類所有的“眼睛”都看不見暗物質(zhì)，我們憑什么說(shuō)它一定存在呢？其實(shí)這是因?yàn)?，我們不得不假設(shè)暗物質(zhì)存在。只有先假設(shè)暗物質(zhì)存在，才能在符合現(xiàn)有引力理論的框架下解釋很多物理現(xiàn)象，如果不假設(shè)暗物質(zhì)存在，那么這些物理現(xiàn)象就會(huì)和牛頓力學(xué)以及廣義相對(duì)論產(chǎn)生矛盾。
其實(shí)，現(xiàn)代物理學(xué)的好多理論模型能夠成立，不是因?yàn)槲覀冋娴陌l(fā)現(xiàn)了某個(gè)假設(shè)出來(lái)的東西，而就是因?yàn)榧僭O(shè)它的存在，能夠在符合現(xiàn)有理論的情況下解釋很多實(shí)際存在的物理現(xiàn)象。比如引力波，不也是在提出了一百多年后才被觀測(cè)證明確實(shí)存在的嗎？
那假設(shè)暗物質(zhì)的存在能夠解釋什么現(xiàn)象呢，先說(shuō)結(jié)論吧，這個(gè)結(jié)論很讓人震驚：如果不假設(shè)暗物質(zhì)存在，我們的太陽(yáng)就會(huì)飛走，甚至飛出銀河系。
這是怎么回事呢？我們這就得從荷蘭天文學(xué)家簡(jiǎn)·奧爾特說(shuō)起，對(duì)，又是這個(gè)奧爾特！我們前面提到的奧爾特云就是以他的名字命名的。在奧爾特那個(gè)年代，人們已經(jīng)知道，恒星雖然名字里有個(gè)“恒”字，但它們也是會(huì)運(yùn)動(dòng)的，比如太陽(yáng)就會(huì)繞著銀河系的中心做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。既然運(yùn)動(dòng)就會(huì)有速度，如果速度太快，恒星就會(huì)被甩出去，成為在各個(gè)星系間流浪的星球，而如果運(yùn)動(dòng)的速度太慢，它們就會(huì)沿著時(shí)空的斜坡滑落，滑向星系的中心，而恒星運(yùn)動(dòng)的速度主要和星系的質(zhì)量有關(guān)。有一天，奧爾特突發(fā)奇想，他想測(cè)算一下銀河系的質(zhì)量和恒星運(yùn)動(dòng)的速度是不是相匹配，銀河系的質(zhì)量能不能剛好讓恒星既不飛走又不滑落？
這一測(cè)算就出大事兒了！豈止是不匹配，簡(jiǎn)直差了十萬(wàn)八千里。計(jì)算出來(lái)的銀河系的質(zhì)量至少要比實(shí)際測(cè)量的結(jié)果多5倍，它提供的引力才能維持恒星的運(yùn)動(dòng)軌道。奧爾特反復(fù)檢查自己測(cè)算的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)真的沒(méi)算錯(cuò)，怎么會(huì)差了這么多？于是，他只好假設(shè)銀河系內(nèi)還存在著一些我們完全看不見的東西，這些東西比普通物質(zhì)多得多，正是這些東西提供的質(zhì)量維持著星系的運(yùn)行。后來(lái)在1933年，一個(gè)叫弗里茨·茲威基的科學(xué)家正式提出了“暗物質(zhì)”的概念。
在整個(gè)宇宙的構(gòu)成中，暗物質(zhì)占26.8% ，是普通物質(zhì)的5倍。數(shù)量如此巨大的神秘物質(zhì)藏在黑暗的星空中，我們卻不知道它到底是什么東西，這也正是暗物質(zhì)這個(gè)理論迷人的地方?？茖W(xué)界對(duì)于暗物質(zhì)的本質(zhì)，至今都還沒(méi)有定論。有些理論認(rèn)為，暗物質(zhì)是一種“弱相互作用的大質(zhì)量粒子”，還有人認(rèn)為暗物質(zhì)其實(shí)就是普通天體，只是我們沒(méi)有足夠的光去發(fā)現(xiàn)它們。這個(gè)問(wèn)題世界各國(guó)都在積極地進(jìn)行研究，比如我們國(guó)家就發(fā)射了暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星“悟空”號(hào)。相信在未來(lái)，暗物質(zhì)到底是什么？這個(gè)問(wèn)題一定能夠得出答案。
了解完關(guān)于暗物質(zhì)的基本情況，我們終于可以回到主題，來(lái)說(shuō)說(shuō)暗物質(zhì)是怎么殺了恐龍的。前面說(shuō)了，暗物質(zhì)看不見摸不著，基本不和普通物質(zhì)發(fā)生相互作用，這樣一近乎虛無(wú)存在的物質(zhì)，怎么能殺死強(qiáng)大的恐龍呢？只有一種方法，可以讓暗物質(zhì)和普通物質(zhì)世界聯(lián)系起來(lái)，那就是——引力。
我們前面要找的不正是吸引彗星脫離軌道的引力源嗎？聽起來(lái)好像有點(diǎn)兒門道。下面我就為你講述這起案件最核心的部分，兇手的作案手法。
按照傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，暗物質(zhì)雖然質(zhì)量巨大，但好像也很難引發(fā)周期性的彗星雨。因?yàn)椋?、電磁力、弱相互作用力、?qiáng)相互作用力，這4種自然界的基本作用力中，引力其實(shí)是最弱的一種力。你想想看，你拿一塊磁鐵，就能吸起地上的一根曲別針，這說(shuō)明一小塊磁鐵的磁力很輕松地就戰(zhàn)勝了整個(gè)地球的引力。只有當(dāng)物體質(zhì)量特別大的時(shí)候，引力的作用才能很明顯。暗物質(zhì)的質(zhì)量的確很大，但它在星系中的分布是很均勻和彌散的，是一個(gè)球形的“暈”狀結(jié)構(gòu)，就是光暈的暈，沒(méi)有很緊密地聚成一團(tuán)，這樣松散的結(jié)構(gòu)是沒(méi)辦法產(chǎn)生很集中的引力的。
但藍(lán)道爾認(rèn)為，普通物質(zhì)中的基本粒子有很多種，什么質(zhì)子、中子、光子等等，而且普通粒子間的相互作用也分為很多種，分為引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用、強(qiáng)相互作用。既然普通粒子不止一種，相互作用也不止一種，我們憑什么認(rèn)為暗物質(zhì)粒子就只有一種，暗物質(zhì)間的相互作用也只有一種呢？她覺(jué)得這樣考慮是不完善的。
藍(lán)道爾假設(shè)，暗物質(zhì)粒子也分為很多種，這些粒子各不相同，有些喜歡聚在一起，有些喜歡自個(gè)兒待著。那些喜歡聚在一起的暗物質(zhì)粒子，會(huì)通過(guò)某種方式高度聚合，從而產(chǎn)生和傳統(tǒng)理論不一樣的暗物質(zhì)分布結(jié)構(gòu)。這一類暗物質(zhì)是凝結(jié)在一起的，形成了一個(gè)致密的盤子一樣的結(jié)構(gòu)，根據(jù)藍(lán)道爾的計(jì)算，這個(gè)“暗物質(zhì)盤”和我們銀河系的銀盤會(huì)重合在一起。
而我們的太陽(yáng)就在這兩個(gè)盤組成的平面上做水平運(yùn)動(dòng)。但是天文觀測(cè)顯示，太陽(yáng)除了做水平運(yùn)動(dòng)，它還會(huì)在這個(gè)盤面上做上下的垂直運(yùn)動(dòng)，它會(huì)在這個(gè)盤子上玩“跳一跳”，這個(gè)跳一跳的周期，正好也是3000萬(wàn)年左右，這和我們前面提到的物種大滅絕周期是吻合的。每次太陽(yáng)穿過(guò)盤面的時(shí)候，兩個(gè)盤加在一起的引力很容易就把奧爾特云的彗星拉出來(lái)，形成大規(guī)模的彗星雨。
試想一下，如果暗物質(zhì)再次讓一顆隕石脫離軌道撞向地球，很多人的第一反應(yīng)往往是像科幻電影中描述的那樣：用核彈炸掉它。而藍(lán)道爾認(rèn)為，這是最糟糕的處理方式，因?yàn)檫@會(huì)把一塊隕石變成多塊隕石，不僅無(wú)法阻止撞擊，還會(huì)讓受災(zāi)面積增大。還有人還會(huì)試圖讓隕石轉(zhuǎn)向，也就是改變隕石的軌道，但是這需要的能量太過(guò)巨大。藍(lán)道爾在書中給出了一種更聰明的方法，既不會(huì)增大受災(zāi)面積，也不需要讓隕石轉(zhuǎn)向，這種方法就是：改變隕石的速度，讓它加速或者減速。具體做法就是給隕石裝上火箭，只要讓它提前或者延后7分鐘到達(dá)地球軌道就可以了。
為什么是7分鐘呢？7分鐘是地球在公轉(zhuǎn)軌道上移動(dòng)半個(gè)身位所需要的時(shí)間，只要給地球七分鐘，它就能從本該被撞擊的位置移開，隕石會(huì)和地球擦肩而過(guò)。而且越早發(fā)現(xiàn)隕石，用來(lái)改變它速度所需要的能量就越小。
當(dāng)然，藍(lán)道爾的想法也不是十全十美的。比如如果這個(gè)隕石不是小行星，而是彗星的話，我們知道彗星是有一條長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴的，這個(gè)尾巴中也還是有一些物質(zhì)的，這些物質(zhì)與地球發(fā)生碰撞，會(huì)不會(huì)產(chǎn)生致命的災(zāi)難？一切還都是未知數(shù)。目前，這個(gè)技術(shù)目前只停留在理論階段，隨著人類科技水平的提高，我們相信這些問(wèn)題都可以得到解決。
題外話：讀書可以擴(kuò)充我們知識(shí)邊界，獲得更多看問(wèn)題的視角，但盲從是要不得的...
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