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雀巢巧克力里的宇宙  

2006-11-20 17:00:00|  分类: 新知茶座 |  标签: |举报 |字号 订阅

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雀巢巧克力里的宇宙
雀巢巧克力里的宇宙 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》
www.thebeijingnews.com · 2006-11-20 8:56:21 · 来源: 新京报
雀巢巧克力里的宇宙 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》
 
 

  雀巢产品自从1988年首次在中国设厂,很少有中国人不知道的,最为流行的还是雀巢速溶咖啡,我最近才知道雀巢的奇巧巧克力的生产也是从1988年开始,该产品本来是英国糖果公司能得利的产品。

  和奇巧巧克力一样有名的是气泡巧克力(Aero chocolate),这种巧克力内部充满气泡,有点像蜂巢。如何在巧克力内部形成分布均匀的蜂巢至今是不传之秘。

  其实在宇宙中,所谓真空也充满了能量,虽然能量密度非常低,大约只有每立方厘米克,也就是说,宇宙平均起来每立方米只有几个质子。但由于“真空”占的体积非常大,所以这种真空暗能量占宇宙的总能量近75%,剩下的25%大部分是暗物质,不发光只有引力相互作用的物质,最少的部分是类似组成我们身体的可见物质。所以,Bee说,我们的宇宙很像雀巢的气泡巧克力。

  将宇宙比喻成巧克力易于女孩子理解我们的宇宙。

  过去我曾经把宇宙比喻成我们的和谐社会,这样做则有利于关心国家大事的人理解宇宙。我是这样说的:“在和谐宇宙模型中,74%是暗能量,22%是暗物质,4%是重子物质,或者叫发光物质。咦,22%这个数字似乎和美国的中产阶级的比例接近。和谐宇宙中,4%是所谓的精英,要不然叫可见物质,或者重子物质呢。22%的暗物质团结在精英物质周围,74%的暗能量和精英没有亲和力,只好均匀地分布在宇宙中。”原来造物主早就明白和谐宇宙应该是什么样子的。

  比喻说完了,我们聊几句宇宙中暗物质本身。暗物质存在的主要证据是星系(如银河系)的转动速度和星系在星系团中的转动速度。星系的转动速度就是恒星绕着星系的中心运行的速度,根据牛顿万有引力理论,这和恒星离星系中心的距离以及在此距离之内的物质质量有关。早在上世纪30年代,Zwicky就发现,可见的物质不足以解释某些星系的转动速度,从而提出了暗物质假设:在可见的物质外,还存在看不见的物质。经过几十年的研究,人们发现,暗物质不是一般的暗,是非常的暗,除了改变引力场之外,暗物质和物质之间,暗物质和暗物质之间,基本没有相互作用。

  有人通过改变牛顿万有引力公式来代替暗物质解释星系的转动速度,在一段时间内,这个可能性还不小。

  最近,天文学观测到一个子弹星系团(bulletcluster)碰撞事例,支持暗物质的存在,不支持那些修改的引力理论。

  看来,最简单的暗物质假设是最可靠的理论。

  暗物质到底是什么?我们只能肯定它不是什么。例如,我们肯定暗物质不是普通的物质,但不能排除它可能是和物质类似的,但没有什么电磁作用的物质,虽然这种可能性并不大。有人还推测暗物质是不发光的小天体,这个可能也不大。我们知道,中微子是已知粒子中最“不可捉摸”的粒子,和物质的相互作用非常微弱。但中微子太轻,不大可能与星系结成一个团。看来,暗物质是我们在实验室中还没有发现的粒子的可能性最大。

  目前,粒子物理学家们最喜欢的暗物质粒子候选者有两种,一种是轴子(axion),这种粒子甚至比中微子更加“不可捉摸”,轴子的命名者是诺贝尔奖获得者Wilczek.目前,有很多实验试图探测到轴子,甚至有些实验已经声称探测到了轴子,如DAMA,一家位于意大利大萨索山的实验室。

  但这些声称没有被其他实验所证实。另一种大家都很喜欢的暗物质候选者是超对称理论中的最轻的中性粒子。这种粒子的探测则需要高能加速器,例如明年将运转的大型强子对撞机。

  宇宙这块超级气泡巧克力的主要成份比雀巢气泡巧克力的成份还要神秘,我们现在主要研究活动的目的之一就是企图让上帝交出他制造这块巧克力的配方。

  李淼(中国科技大学物理学教授)

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