暗星帮忙造宇宙

吴津

我们相对于地球，实在太渺小了；而地球在银河系里也只是一粒尘埃，而银河系在浩瀚的宇宙中也只能算是一粒沙子。为此，我们经常会感叹宇宙的浩大。但是你可知道，所有这些可见的东西只占宇宙质量的5%？

那么剩下的95%呢？

科学家称这95%为暗物质和暗能量，这是我们观测不到的。虽然暗物质和暗能量我们无法观测到，但科学家认为很有可能是这些东西帮助创造了我们的宇宙。近期，科学家提出了由暗物质和暗能量构成的“暗星”的概念，称暗星也许是宇宙中的第一颗星。暗星的名字可能会给人它们很暗的错误印象，但实际上，它们是非常大而明亮的星球。

下面，就让我们看看暗星的提出者——美国理论天文物理学家凯瑟琳·弗瑞斯的理论和研究。

暗物质和大质量弱相互作用粒子

1986年，弗瑞斯提出的“看不见的胶合剂帮助塑造了宇宙”的理论，而这些“看不见的胶合剂”就是由大质量弱相互作用粒子组成的暗物质。

大质量弱相互作用粒子是质量非常大的粒子，它们不与电磁力相互作用。这使得它们在过去的一个世纪里都不能被人们用来探测宇宙的电磁感应器观测到——它们无处不在，但也无影无踪。

弗瑞斯说：“对于暗物质的一个很好的类比可能是风。我们不能直接看到风，但我们能肯定风的存在，因为它使树叶‘沙沙作响。暗物质也是一样，虽然我们看不见它，但我们能看到它把周围的东西聚在一起。暗物质也是遵循万有引力定律的物质。”

寻找暗星

据弗瑞斯的理论，几十亿年前就是由大质量弱相互作用粒子所构成的暗星帮助创造了有序体系的宇宙。如果大质量弱相互作用粒子真的存在，它们会是在宇宙大爆炸后第一种存在的物质。

弗瑞斯说：“我们所居住的宇宙中的星系和星系团，最先是暗物质聚集在一起，然后是普通原子、中子、质子等在暗物质构成的原星系中产生，进而形成了我们的星系以及星系中的恒星、行星，最后地球上才有了我们。我们需要暗物质的胶着聚合来促进宇宙结构的形成。我们的宇宙是由我们还未曾观察到过的暗物质组成的。如果没有暗物质，我们所在的这个宇宙就不会形成。”

近期，弗瑞斯和另两位天体物理学家——美国犹他大学的保罗·罡斗罗和瑞典斯德哥尔摩大学的道格·斯伯里亚对这一理论做了调查。而他们要寻找的正是最早期的宇宙中形成的第一颗暗星。

弗瑞斯说：“暗星最开始可能和太阳一样大，但它们可以一直保持生长，直到它们是太阳质量的一百万倍，是太阳亮度的十亿倍。下一个重要的太空望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜——是著名的哈勃太空望远镜的加強版——将能够发现暗星。当你发现暗星时，你发现的不仅是一个令人难以置信的全新类型的星球，你还能证明它的能量来源是大质量弱相互作用粒子。所以你可以真正解决暗星的谜题。”

如果他们成功找到了暗星，这将标志着现代科学中最具挑战性的任务之一的完结。毕竟自20世纪30年代或者更早以来，科学家们就一直在试图解开暗物质的谜题。