遨游宇宙系列之银河系

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银河系漫游系列之三十四章 勾勒无形之晕。

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穿越了漫长的星际黑暗,凭借对弥漫暗物质引力那微妙而持续的“牵引感”的熟悉,“思源号”仿佛已经习惯了在这片无形之海中航行。傅博文小朋友不再对舷窗外的绝对虚空感到不安,反而学会了用爷爷和陈智林哥哥教导的“引力感官”,去体会那充斥在宇宙每个角落的神秘存在。

然而,傅水恒老先生的眉头却并未完全舒展。他长时间地凝视着高精度引力梯度仪绘出的复杂读数图谱,那上面记录着飞船一路行来所经历的每一丝细微的引力起伏。

“智林,博文,你们有没有发现,我们感受到的这股‘暗物质海洋’的引力,并非一成不变?”傅水恒的声音在静谧的船舱内响起,带着研究者特有的审慎与一丝发现新线索的兴奋。

陈智林博士立刻将飞船的惯性导航数据、基于可见星光的定位信息,以及引力仪的历史记录进行叠加分析。全息屏幕上,一条代表“实际感受到的总引力”的曲线蜿蜒延伸,它始终高于那条代表“可见物质贡献引力”的平滑基准线,这正是他们之前确认暗物质存在的证据。但傅老教授指出的,是这条“总引力曲线”自身存在的、一种更加宏大而舒缓的波动。

“爷爷,这条高高的线,好像在……跳舞?”傅博文用他充满童真的语言描述道,“有时候它高一点,有时候又低一点点,但动作好慢好慢。”

“比喻得很妙,博文。”傅水恒赞许地点点头,手指虚划过那条曲线的宏观趋势,“它不是乱跳,而是仿佛遵循着某种我们看不见的韵律。如果暗物质只是均匀地弥漫在空间里,那么随着我们远离人马座旋臂,它的引力效应应该以一种相对平滑的方式减弱。但是,你们看这里——”

他放大了一段航程对应的曲线:“在我们航行的这个方向上,引力的衰减速度比均匀模型预测的要慢。而在另一个细微的侧向维度上,却检测到了一种持续性的、微小的横向引力分量,仿佛在将我们轻轻推向一个特定的方位。”

陈智林的眼中闪过恍然大悟的光芒:“傅老,您的意思是……我们探测到的,可能不仅仅是弥漫的背景暗物质,而是银河系那个巨大的‘暗物质晕’本身结构的不均匀性?我们现在,可能正位于这个‘晕’的某个特定梯度区域?”

“暗物质……晕?”傅博文对这个新名词感到好奇,“它也是一个圆圈吗?像光环那样?”

“更像一个巨大的、略微扁平的、包裹着整个银河系发光星盘的‘蛋’或者‘橄榄球’,”陈智林一边解释,一边快速调出银河系的科学模拟图像,然后隐去了所有发光的恒星和星云,只留下一个由超级计算机根据理论模型推测出的、半透明的、大致呈椭球形的暗物质分布示意罩,“你看,这就是科学家们猜测的、我们银河系的暗物质晕。它比可见的银河系盘子要大得多,质量更是占据了整个星系质量的绝大部分。它才是银河系真正的‘主宰’。”

“那我们怎么知道这个‘晕’真的存在呢?我们又看不见它。”傅博文追问。

“证据就藏在这些星星的运动里。”傅水恒将话题引向了一个经典的天文学发现。他调出了一幅漩涡星系的旋转速度曲线图。“博文,还记得我们之前说过的吗?在一个像太阳系这样的系统里,离中心越远的行星,跑得越慢,对吧?”

“嗯!水星最快,海王星最慢!”

“对。但是,”傅水恒指着屏幕上那条实际观测到的、在星系外围依旧保持高速甚至平坦的旋转曲线,“天文学家发现,在星系的外围,恒星的运动速度并没有像预期那样降下来!它们跑得飞快,却并没有被甩出星系。这只有一个解释:在星系发光盘的外面,存在着大量我们看不见的物质,用它们强大的引力,硬是把这些高速运动的星星给‘拉’住了,让它们能在轨道上稳定运行。这些看不见的物质,主要就分布在我们推测的这个巨大的‘暗物质晕’里。”

为了让博文更有体感,陈智林设计了一个简单的模拟游戏。他在全息屏上展示了一个只有可见恒星的简化银河系模型,然后让博文用手指“推动”外围的一颗虚拟恒星,模拟给它一个速度。

“博文,你看,如果只有这些我们能看到的星星的引力,”陈智林说着,隐藏了暗物质晕的引力场,博文推动的那颗恒星很快就在惯性的作用下,沿着切线方向飞出了星系盘,消失在虚拟的黑暗中。“它待不住,会跑掉。”

“啊,它飞走了!”傅博文叫道。

“现在,我们把这个看不见的‘暗物质晕’的引力场加回去。”陈智林操作了一下。当博文再次以同样的力度推动那颗恒星时,这颗恒星虽然在高速运动,却仿佛被一个无形的、巨大的引力场束缚着,围绕着星系中心,划出了一个稳定而美丽的轨道。

“哇!它被抓住了!”傅博文兴奋地看着屏幕,“是那个‘晕’把它拉住了!”

“是的,就是这个巨大的暗物质晕,为整个银河系提供了绝大部分的‘引力胶水’。”傅水恒总结道,“而我们此刻探测到的引力异常——衰减速率的变化和那个微小的横向分量——很可能意味着,我们正从暗物质晕中密度较高的某个‘流’或‘子结构’附近穿过,或者我们的位置使得我们能够更明显地感受到这个‘晕’的整体引力势的梯度变化。这就像你用手在空气中挥舞,感觉不到什么,但如果你在水里挥舞,就能感觉到水的阻力;而如果你在水流湍急的河里,还能感觉到水流的方向和力量。我们现在,就是在感受银河系暗物质晕这片‘引力海洋’中潜藏的‘洋流’与‘深渊’。”

这个发现让三人都感到振奋。它意味着他们的探测精度已经足以开始“触摸”到暗物质的大尺度结构,而不仅仅是确认它的存在。他们就像是盲人探险家,通过手中精密的引力“探杖”,一点点勾勒着那个无形巨人的轮廓与衣褶。

“所以,”傅博文总结道,眼神亮晶晶的,“我们不仅知道了有一个看不见的巨人在旁边,现在好像还摸到了他巨大身体的形状,感觉他是怎么坐着的,对不对?”

“对极了,博文!”陈智林笑着肯定,“我们正在从‘发现暗物质’迈向‘研究暗物质晕的结构’。这是迈向理解宇宙宏观结构非常重要的一步。”

傅水恒老先生欣慰地看着全息屏幕上那代表着无形巨构的引力数据,缓缓说道:“这再次提醒我们,宇宙的真相往往隐藏在表象之下。可见的星辰固然美丽,但支撑起这壮丽舞台的,却是我们无法直接看见的、由暗物质构成的巨大骨架。探索这无形的世界,或许将是未来宇宙学最前沿、也最迷人的领域。”

“思源号”继续前行,带着对暗物质晕这一宇宙巨构的新认识。前方,英仙座旋臂的恒星密度正在肉眼可见地增加,如同在无边的黑暗森林后望见了一片灯火通明的广阔国度。而他们知道,那片璀璨的星海,正是被此刻他们正在探测的、这片无比广袤而神秘的无形之晕所拥抱和支撑着的。

下一站,英仙臂的探索,将因为这背后无形巨人的存在,而显得更加意味深长。

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