深入了解暗物質

今年年初，斯德哥爾摩理論物理學家Sabine Hossenfelder博士提出暗物質致癌。她說的並非基因中的暗物質(垃圾基因的另一個術語)，而是一種假定的、不會發光的粒子，宇宙學家們認為它們瀰漫在整個宇宙中，將星系聯繫在了一起。

雖然暗物質目前尚未被直接檢測到，但科學家們推測它應該存在，因為我們能看到它重力場的影響。理論認為，就在這些看不見的粒子穿過我們的身體時，它們會令基因發生變異，令整體癌症爆發的概率有微之甚微的增加。

宇宙學和腫瘤學這兩個截然不同的學科突然並列起來是一件令人很不安的事。而這還只是開始。就在Hossenfelder教授在網上發表她的觀點時，紐約大學教授Michael Rampino又在其中加入了地理學和古生物學。

他在一篇發給皇家天文學會的文章中指出，暗物質要為定期席捲地球的大滅絕負責，包括令恐龍滅絕的那場災難。

他的觀點基於其他科學家關於銀河系是被一薄片暗物質從中間水平切成這樣的猜測。在太陽繞著銀河系旋轉的時候，它產生的引力漣漪強得足以令遙遠的彗星擺脫它們的既定軌道，讓它們向著地球飛速襲來。

Rampino教授猜測在地球銀河航行的過程中，暗物質在它的地核中積累。接著粒子開始自毀，它們吸收到足夠的熱量之後引發了致命的火山噴發。面臨著前後夾擊的恐龍不敵從而滅亡。

在人類看來，暗物質這類抽象如此堅固是一件很令人驚奇的事。20世紀30年代這種說法只是作為一種理論，用來解釋觀測結果的一種手段，除此之外毫無意義。

銀河旋轉的速度非常快，根本沒有足夠的重力能讓將它粘在一起，除非你假定銀河隱藏起了巨大數目的不可見物質，即既不會發光也不會吸收光的粒子。

有些持不同意見者試圖提出不同看法，他們調整重力方程來尋找所謂的暗物質。但對於大部分宇宙學家來說，暗物質這種說法幾乎根深蒂固，根本不可能沒有這種物質。

據說暗物質比我們看到的東西還多5倍，它是引力透鏡效應(當背景光源發出的光在引力場附近經過時，光線會像通過透鏡一樣發生彎曲，光線彎曲的程度主要取決於引力場的強弱)最重要的組成部分。

這能解釋愛因斯坦十字。就像一個巨大的透鏡一樣，一團星系將超新星的光偏轉成了四個幻象。但一個星系群無法提供足夠的引力使光發生如此嚴重的偏轉，除非它的大部分質量由假定的暗物質組成。事實上，天文學家們非常確定暗物質的存在，他們用引力透鏡來描繪它的範圍。

換句話說，暗物質是用來解釋引力透鏡效應的，而引力透鏡效應又被用來當做暗物質存在的證據。

有些懷疑論者懷疑這是現代版「拯救現象」。有了足夠由頭之後，一個理論能證明我們看到的東西卻不必描述事實。最經典的例子就是托勒密地心體系模型。

托勒密顯然不在意他的飾品是否真實。對他來說最重要的是他的模型有用，高精度預測了行星的移動。

現代科學家們並不滿足於這樣的託詞。為了表明暗物質駐留在世界中而不僅僅存在於他們的方程里，他們嘗試直接檢測它。

雖然它的密度未知，不過大部分理論認為暗物質由WIMP(大質量弱相互作用力粒子)組成。如果它們真的存在，那麼在它們與普通物質相互作用的時候，人們有可能會瞥見它們的存在。

基於這種希望，科學家們建造了地下探測器，試著測量粒子在飛過地球，偶爾與氙原子、氬離子及其它物質發生作用時它們的影響。但到目前為止尚未取得進展。

Hossenfelder教授表示，一年中暗物質襲來10至上千次，可能會有一個WIMP擊中組成我們自身的原子，包括組成DNA的原子。這種能量可能強得足以打破分子內部聯繫，造成突變。

不過在癌症這方面，這只是個微不足道的威脅。Hossenfelder教授的兩名同事Katherine Freese 和Christopher Savage估算通過人體的宇宙射線在一秒內造成的威脅比暗物質對一個人一生造成的威脅還大。不過暗物質的影響還是很大，科學家正在考慮用DNA或RNA分子來檢測WIMP。

如果最終發現WIMP不存在，那麼肯定還有別的東西來解釋暗物質。有些東西在扭曲宇宙，天文學家們決心要找到它。

[桃子 via nytimes]

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