深入了解暗物质
今年早些时候,斯德哥尔摩理论物理学家萨宾·侯赛因·菲尔德博士提出暗物质会导致癌症。她说的不是基因中的暗物质(垃圾基因的另一个术语),而是一种假设的、不发光的粒子,宇宙学家认为这种粒子遍及整个宇宙并将星系连接在一起。
尽管暗物质还没有被直接探测到,科学家推测它应该存在,因为我们可以看到它的引力场的影响。该理论认为,就像这些看不见的粒子穿过我们的身体一样,它们会使基因发生变异,并使癌症爆发的总体概率略微增加。
非常令人不安的是,宇宙学和肿瘤学突然并置在一起。这只是开始。正如霍森菲尔德教授在网上发表她的观点一样,纽约大学的迈克尔·拉姆皮诺教授补充了地理和古生物学。
在发给皇家天文学会的一篇文章中,他指出暗物质是周期性吞噬地球的大规模灭绝的原因,包括灭绝恐龙的灾难。
他的观点基于其他科学家的推测,即银河系是由一片薄薄的暗物质从中间水平切开的。当太阳围绕银河系旋转时,它的重力波动足够强烈,足以导致遥远的彗星脱离它们既定的轨道,并冲向地球。
拉姆皮诺教授推测,在地球银河系航行期间,暗物质在地核中积累。然后这些粒子开始自毁,吸收足够的热量引发致命的火山爆发。恐龙在消失和灭绝前后面临攻击。
在人类看来,像暗物质这样的抽象概念如此强大是令人惊讶的。在20世纪30年代,这种说法只是作为一种理论和手段来解释观察结果,否则就毫无意义。
银河系旋转如此之快,以至于没有足够的重力将它维系在一起,除非你假设银河系隐藏了大量不可见的物质,即既不发光也不吸收光的粒子。
一些反对者试图提出不同的意见。他们调整了重力方程,找到了所谓的暗物质。然而,对大多数宇宙学家来说,暗物质的理论几乎根深蒂固,不可能没有这样的物质。
据说暗物质比我们看到的多五倍,是引力透镜效应最重要的组成部分(当背景光源发出的光经过引力场附近时,光会像透镜一样弯曲,光弯曲的程度主要取决于引力场的强度)。
这解释了爱因斯坦的十字架。像一个巨大的透镜一样,一个星系将超新星的光偏转成四种景象。但是一个星系团不能提供足够的重力来如此严重地偏转光线,除非它的大部分质量由假想的暗物质组成。事实上,天文学家非常肯定暗物质的存在。他们用引力透镜来描述它的范围。
换句话说,暗物质被用来解释引力透镜效应,这反过来又被用作暗物质存在的证据。
一些怀疑论者怀疑这是“拯救现象”的现代版本。有了足够的来源,一个理论可以证明我们所看到的,而不用描述事实。最典型的例子是托勒密的地心系统模型。
托勒密显然不在乎他的装饰品是不是真的。对他来说最重要的是,他的模型是有用的,可以高精度地预测行星的运动。
现代科学家不满足于这些借口。为了证明暗物质不仅存在于他们的方程式中,还存在于世界中,他们试图直接探测到它。
尽管密度未知,但大多数理论认为暗物质是由弱相互作用的大质量粒子组成的。如果它们真的存在,当人们与普通物质相互作用时,可能会瞥见它们的存在。
基于这一希望,科学家们建造了地下探测器,试图测量粒子在地球上空飞行时的撞击,以及偶尔与氙原子、氩离子和其他物质的相互作用。但迄今为止没有取得任何进展。
霍森菲尔德教授说,暗物质一年撞击10到1000次,一个软物质可能会撞击构成我们的原子,包括构成DNA的原子。这种能量可能强大到足以破坏内部分子联系并导致突变。
然而,就癌症而言,这只是一个微不足道的威胁。霍森菲尔德教授的两位同事凯瑟琳·弗里兹和克里斯托弗·萨维奇估计,穿过人体的宇宙射线在一秒钟内对人的生命构成的威胁比暗物质更大。然而,暗物质的影响仍然很大,科学家们正在考虑使用脱氧核糖核酸或核糖核酸分子来检测弱相互作用。
如果WIMP最终被发现不存在,那么一定有其他东西可以解释暗物质。有些东西扭曲了宇宙,天文学家决心找到它。
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