充斥全宇宙 可能提供源源不絕能量 解密暗物質 實現星際旅行

編譯/韋士塔  |2022.03.26
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研究人員使用靈敏的探測器,尋找暗物質存在的證據。圖/網路

編譯/韋士塔

暗物質(dark matter)是看不見又難以捉摸的物質,但科學家指出,由暗物質製成的潛在材料,有可能產生無窮無盡的能源,顛覆當前科學的認知,並實現星際旅行。曾任美國太空總署(NASA)首席科學家的天體物理學家格林(Jim Green)博士,與數學家貝爾布魯諾(Ed Belbruno),正聯手設法解開暗物質的祕密。

1930年代,瑞士天文學家茲威基(Fritz Zwicky)觀測並確定了一個遙遠星系團的旋轉速度,但是由旋轉速度推出的星系團質量,比我們能觀測到的質量還要多,科學家因此把多出來的物質稱為暗物質。從那以後,科學家們一直在尋找暗物質存在的證據,並試圖釐清暗物質的真相。

貝爾布魯諾表示,依據科學研究推論,我們所在的宇宙,是由能量與物質組成。使宇宙膨脹的神祕力量,稱為暗能量,宇宙中70%能量都來自暗能量。另一個重要的組成部分是物質,例如恆星、星系等,物質占全宇宙的30%,其中又有8成是不可見的暗物質。暗物質仍是物質,意味著它跟地球一樣,都會產生重力場。

科學家發現暗物質的存在後,一直在探索是否能把暗物質當成能源來利用。貝爾布魯諾說,人類所在的星系幾乎瀰漫著這種物質,它會產生重力,有可能被製作成能源。

貝爾布魯諾強調,匯集暗物質可能需要數百年或數千年。但若成功,人類將可在外太空取得無盡的能源,為太空船提供動力。一旦如此,將可打破星際探測的重要瓶頸,擁有不受限的能源來提供星際旅行所需的動力。

貝爾布魯諾也表示,暗物質並非僅存在於外太空,而是充斥在整個宇宙之中,包括地球;但人類無法察覺暗物質的存在。格林解釋,人類能夠看見物體,原理是光線反射,但暗物質不會吸收或反射光線,所以無法看見暗物質就在身邊,不過,暗物質仍有一定的密度,可透過實驗室的檢測來證實其存在。

部分人士認為,目前對暗物質的了解仍不充足,想要加以應用更是錯誤解讀,但貝爾布魯諾柏駁斥這些質疑,他說:「我毫不猶豫地這麼說,這種批評絕對不正確,他們就像是懷疑氣候變遷的人士。」

格林則說,暗物質確實存在,因為大量天體運動顯然被某種東西影響,特別是位於星系懸臂外圍的恆星能聚集於懸臂,就不符合牛頓力學。所以是某種東西影響這些恆星,讓他們得以和接近星系中心的恆星一樣,維持相同的速率轉動,這就是有力的證據。

格林強調,以正在運行的新視野號(New Horizons)和航海家號(Voyagers)探測太空船為例,這些太空船可攜帶的能源終究有限,一旦消耗完畢,就無法繼續執行任務;如果暗物質能被轉化為源源不絕的能源,這些裝置便可長期運行,前往不曾抵達的區域,甚至可能徹底改變我們對科學的理解。

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