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假如你變成暗物質

我們常常說世界是由原子組成的,無論天空中發光的恆星,還是具備非凡智慧的人類,全都概莫能外。

然而,原子並非最小的物質單位,每個原子包含三個小的亞原子粒子——質子、中子和電子,質子、中子又可以拆分為夸克。現代物理學認為,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,都是通過電磁相互作用實現的;而所有具有質量的物質之間的相互作用,被統稱為引力相互作用,其規律粗略表現為牛頓萬有引力定律,更精確的表現理論是廣義相對論;此外,在亞原子尺度還存在短程的弱相互作用和強相互作用,這兩種相互作用的表現只存在於原子核內部,不能被宏觀世界裡的我們所覺察。

基本粒子加上4種基本相互作用,這組成了物理學家眼中的物質世界的一種模型。

假如世界上有一種新的未知現象,物理學家首先會想到在已知的模型中尋找對應解釋。如果實在找不到,就想辦法對已有的理論修修補補,以期能解釋新的現象——暗物質的概念就是這麼來的。

比如,宇宙膨脹和微波背景輻射就是新現象,物理學家根據它們推導出了宇宙的年齡、能量密度和膨脹速度,發現如果沒有一類新粒子,其引力效應比已知粒子的引力效應大,那麼宇宙就演化不成現在的樣子,但物理學家又找不到這樣的粒子,所以就提出了暗物質——物理學家認為它們瀰漫在宇宙中,不參與電磁相互作用,只存在引力相互作用,它們和普通物質也沒有任何反應,穿透力出奇的強。

那麼,如果你的身體里所有粒子都被轉化為暗物質,你會發生怎樣的變化呢?物理學家做過估計,一個體重70千克的成年人大約由7×1027個原子組成,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粒子,那麼由於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,你的細胞、器官、身體會瞬間消失,變成1027個進行無規則熱運動的暗物質粒子。就像灑在地上的香水一樣四處飄散。但由於暗物質和普通物質不會發生任何反應,所以你的身體粒子視地球與其他物體為無物,好像在真空中運行一樣,在地球內部和地球表面運動,完全不受空氣阻力、風力等因素的影響。

然而,在這種狀態下,暗物質粒子仍然會受到地球引力的束縛,不會逃逸到地球外面去,在地球引力的影響下,它們一直會朝著地心落去。它們也不會停留在地心,因為它到達地心時的速度太大了,「剎不住車」,會以慣性朝另一頭繼續飛去,只是這時地球引力會讓它們減速,等到速度減為零的時候,又調頭朝地心奔去,這樣它們就以地球為中心,來回振蕩。當然,這些暗物質粒子有可能會像物質粒子一樣,有不同種類,在振蕩過程中運動軌跡有可能不同,所以不會整體同步振蕩,最後各自相互的位置會發生很大變化。

所以,如果你變成暗物質,你會像煙霧一樣消散,永遠無法重聚。你應該慶幸,這種情況在現實世界中不可能發生。


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