宇宙中的神秘岛

第二节　宇宙中的神秘岛

1.人类探索暗物质和暗能量

美国“先驱者”10号和11号探测器，现在距离地球已有100亿千米远了。科学家发现当年这两颗探测器飞离太阳系时，有一股神秘的力量在将这两颗探测器往回拉，使其运行速度明显减慢。这是一股什么力量呢，为什么能使探测器的运行速度减慢？这种力量是否源于探测器自身？或者是一些物理学、万有引力新规律在起作用？它是否来自暗物质、暗能量？

美国宇航局喷气式推进实验室首先发现“先驱者”号运行轨道背离“万有引力”算出的轨道。牛顿认为万有引力随着物体之间距离的增加而减小，而“先驱者”号飞得越远，引力就越大，这违背万有引力定律。另外，“先驱者”号探测器在加速冲出太阳系时，每小时的速度大约为48280千米。谁有那么大的力量拉回“先驱者”号呢？这股神奇的力量来自何处呢？“先驱者”号探测器可以说对牛顿物理定律做了最大规模的检验，这也是人类一直想要做的，然而实验失败了。难道万有引力只适用于地球，适用于宇宙？如果不能用万有引力解释“先驱者”号发生异常现象的原因，那么万有引力定律就有局限性。

1930年，瑞士天文学家弗里兹·茨威基发表了一个惊人结果：在宇宙空间，存在暗物质和暗能量。人们看得见的星系其质量少于总质量的1/300，而99％以上的质量是看不见的。茨威基认为，由于暗物质不会发光，在天文学上用光的手段观察探测是绝对看不到暗物质的。一石激起千层浪，许多天文学家、科学家起初不相信茨威基的研究结论，他们认为物质就是物质，怎么会看不见，莫非还存在另外一个空间？神秘的天体引起科学家们的争论，很少有人支持茨威基。

爱因斯坦是宇宙学理论、弯曲空间等新概念以及相对论的奠基人，对能量与质量之间的关系最有发言权。爱因斯坦认真分析了茨威基的研究，也认为根本不存在暗物质。他说：“所谓的暗物质只不过是一个错误的宇宙常数。”也许真理掌握在少数人手里。70多年来的天文观察、科技发展越来越支持茨威基的理论，为了找到暗物质和暗能量存在的新证据，2001年6月30日美国宇航局发射了“威尔金森”微波异性探测器。

用哈勃太空望远镜首次证实暗物质的存在

科学探索需要设想和验证。2003年，“威尔金森”探测器用大量事实和数据证实宇宙中存在暗物质和暗能量。宇宙可能由23％的暗物质、73％的暗能量和4％的普通物质组成。后来，美国及欧洲一些国家发射的太空望远镜的探测结果也比较接近茨威基的研究。

宇宙中不同能量密度组成比例的拼图

科学是螺旋式发展的。茨威基首先发现了看不见的物质——暗物质的存在，大大推动了物理学和天文学的发展，对科学的重大贡献不可估量。爱因斯坦没有想到，当初他认为是错误的“宇宙常数”——暗物质与暗能量，几乎可称得上是宇宙的本质。

科学的原则是真实、精确和可重复。目前科学家仅仅知道物质与能量能够相互转换，时间只是记录从一个事件到另一个事件的工具。关于宇宙的起源，宇宙是否有始终，时间是否永恒，空间是否无限，必须等待更多的科学验证。

2.人类寻找外星人的愿望

2009年，美国当地时间3月6日22时50分，一枚头顶着“开普勒”太空望远镜的“德尔塔11型”火箭从佛罗里达州卡卡纳维拉尔角空军基地腾空而起，并于发射62分钟后在721千米高空成功实现镜箭分离，将“开普勒”太空望远镜送上太空预定轨道。这是世界上首个专门用于搜寻太阳系外类地行星的航天器，它开始了人类寻找外星人的希望之旅。在至少三年半的任务期内，“开普勒”太空望远镜将对天鹅座和天琴座中大约10万个恒星系展开观测，以寻找类地行星和生命存在的迹象。

根据哈勃太空望远镜的发现，宇宙约有1250亿个星系。银河系仅是其中的一个普通星系，太阳仅是银河系3000亿颗恒星中的一颗普通恒星，地球仅是太阳系九大行星中一颗中等个儿的行星。这大大增强了科学家们寻找系外类地行星的信心。

20世纪60年代天文学家偶然发现脉冲星以后，天文学家对中子星的探测趋之若鹜。1987年，天文学家发现距地球约1500光年的B1257+12脉冲星的脉冲频率有微小的规律性变化。这与脉冲星的脉冲频率非常稳定这一现实不相符，这一现象引起了天文学家的思考和争论。

直到1992年，多数天文学家取得一致意见，认为那微小而有规律的变化是由于脉冲星的3颗行星引起的，这样，人类终于发现了太阳系外的第一批行星。不过，脉冲星是死亡了的恒星，在它的行星上不可能有生命。

宇航员为哈勃望远镜安装新的仪器设备

此后，天文学家纷纷采用间接方法寻找太阳系外行星。1995年10月6目，两位瑞士天文学家发现，在距地球约40光年的飞马星座51号星上有一颗行星。据介绍，新发现的这颗星体呈液态结构，暗红色，体积相当于木星（为地球的1000倍，距地球只有10～20光年）。它位于飞马星座51号星附近，并以极快的速度围绕51号星旋转，旋转周期仅为4天。由于飞马星座51号星不仅类似太阳，而且其形成年代也比太阳多30亿年，因此天文学家们认为，在它周围很可能有其他类似地球的行星，这就进一步形成了太阳系外存在生命和文明的想法。

1996年，美国天文学家发现，室女座70、大熊座47和巨蟹座恒星各有一颗行星。加利福尼亚大学的保罗·巴特勒和卡耐基学会的杰弗王·马西是寻找太阳系外行星的佼佼者，他们分别用1993年和1996年落成的两台夏威夷凯克望远镜采取多普勒效应法，不断发现新行星。人类至2000年发现的40颗太阳系外行星中，有25颗是他们发现的。

截至目前，科学家共发现了342颗系外行星，其中7颗为类地行星，其他基本属于体积较大、由气体组成的类似木星的行星，均不适合孕育生命。发射“开普勒”太空望远镜的目的，就是为了用它寻找更多的系外类地行星，并查看是否具备存活生命的环境。所有这一切清楚地表明，人类有着找到外星人的迫切愿望和新的希望。