夢(mèng)妮
我們常常說(shuō)世界是由原子組成的,無(wú)論天空中發(fā)光的恒星,還是具備非凡智慧的人類(lèi),全都概莫能外。
然而,原子并非最小的物質(zhì)單位,每個(gè)原子包含三個(gè)小的亞原子粒子——質(zhì)子、中子和電子,質(zhì)子、中子又可以拆分為夸克?,F(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為,所有這些粒子依靠著4種基本的相互作用聚在一起。比如,中學(xué)老師在物理課上提到的彈力、摩擦力、壓力、支持力等等,在原子的層面上,都是通過(guò)電磁相互作用實(shí)現(xiàn)的;而所有具有質(zhì)量的物質(zhì)之間的相互作用,被統(tǒng)稱(chēng)為引力相互作用,其規(guī)律粗略表現(xiàn)為牛頓萬(wàn)有引力定律,更精確的表現(xiàn)理論是廣義相對(duì)論;此外,在亞原子尺度還存在短程的弱相互作用和強(qiáng)相互作用,這兩種相互作用的表現(xiàn)只存在于原子核內(nèi)部,不能被宏觀(guān)世界里的我們所覺(jué)察。
基本粒子加上4種基本相互作用,這組成了物理學(xué)家眼中的物質(zhì)世界的一種模型。
假如世界上有一種新的未知現(xiàn)象,物理學(xué)家首先會(huì)想到在已知的模型中尋找對(duì)應(yīng)解釋。如果實(shí)在找不到,就想辦法對(duì)已有的理論修修補(bǔ)補(bǔ),以期能解釋新的現(xiàn)象——暗物質(zhì)的概念就是這么來(lái)的。
比如,宇宙膨脹和微波背景輻射就是新現(xiàn)象,物理學(xué)家根據(jù)它們推導(dǎo)出了宇宙的年齡、能量密度和膨脹速度,發(fā)現(xiàn)如果沒(méi)有一類(lèi)新粒子,其引力效應(yīng)比已知粒子的引力效應(yīng)大,那么宇宙就演化不成現(xiàn)在的樣子,但物理學(xué)家又找不到這樣的粒子,所以就提出了暗物質(zhì)——物理學(xué)家認(rèn)為它們彌漫在宇宙中,不參與電磁相互作用,只存在引力相互作用,它們和普通物質(zhì)也沒(méi)有任何反應(yīng),穿透力出奇的強(qiáng)。
那么,如果你的身體里所有粒子都被轉(zhuǎn)化為暗物質(zhì),你會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢?物理學(xué)家做過(guò)估計(jì),一個(gè)體重70千克的成年人大約由7×1027個(gè)原子組成,這些原子包含了各種不同的元素,依靠電磁相互作用聚合在一起。
如果這些原子突然變成暗物質(zhì)粒子,那么由于電磁相互作用的消失,這些原子將不再以任何方式聚集在一起,你的細(xì)胞、器官、身體會(huì)瞬間消失,變成1027個(gè)進(jìn)行無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的暗物質(zhì)粒子。就像灑在地上的香水一樣四處飄散。但由于暗物質(zhì)和普通物質(zhì)不會(huì)發(fā)生任何反應(yīng),所以你的身體粒子視地球與其他物體為無(wú)物,好像在真空中運(yùn)行一樣,在地球內(nèi)部和地球表面運(yùn)動(dòng),完全不受空氣阻力、風(fēng)力等因素的影響。
然而,在這種狀態(tài)下,暗物質(zhì)粒子仍然會(huì)受到地球引力的束縛,不會(huì)逃逸到地球外面去,在地球引力的影響下,它們一直會(huì)朝著地心落去。它們也不會(huì)停留在地心,因?yàn)樗竭_(dá)地心時(shí)的速度太大了,“剎不住車(chē)”,會(huì)以慣性朝另一頭繼續(xù)飛去,只是這時(shí)地球引力會(huì)讓它們減速,等到速度減為零的時(shí)候,又調(diào)頭朝地心奔去,這樣它們就以地球?yàn)橹行?,?lái)回振蕩。當(dāng)然,這些暗物質(zhì)粒子有可能會(huì)像物質(zhì)粒子一樣,有不同種類(lèi),在振蕩過(guò)程中運(yùn)動(dòng)軌跡有可能不同,所以不會(huì)整體同步振蕩,最后各自相互的位置會(huì)發(fā)生很大變化。
所以,如果你變成暗物質(zhì),你會(huì)像煙霧一樣消散,永遠(yuǎn)無(wú)法重聚。你應(yīng)該慶幸,這種情況在現(xiàn)實(shí)世界中不可能發(fā)生。