NASA：暗物质能量效应 创造生命起源

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07/28/2011, NASA astrobiology program　《Astrobiology Magazine》

费米实验室粒子天体物理中心科学家丹胡珀（Dan Hooper）和贾森斯特芬（Jason Steffen）发现，暗物质存在另一种神秘效应，这种效应可能支持宇宙中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素，如果这一理论得到进一步证实，那遍布宇宙中的暗物质能否在一定程度上说明宇宙中的生命并不是只有人类呢，或许在距离地球遥远的一颗行星上，暗物质正在“创造”生命。


天文学家构想下的一颗系外行星由暗物质提供能量

费米实验室的科学家提出新的暗物质效应：遍布宇宙空间中的暗物质粒子可能在一种机制的作用下，进入一个行星的核中，并通过与物质的湮灭释放出足够的能量，这些能量能保证这颗行星上出现液态水，从而支持生命的诞生。这个观点超越了传统的系外生命理论所认为的：生命应该诞生与恒星的可居住带上。

暗物质的概念首先由天文学家弗里茨兹维基于1933年假设出，在20世纪70年代，维拉鲁宾认为在星系团旋转和星系边缘的恒星的轨道速度问题上，存在一种 “缺失的质量”，进而，科学家通过观测宇宙中可见的物质和宇宙微波背景辐射推断出暗物质的存在，暗物质既不能看见，也不会与其他物质发生反应，只会通过引力的形式表现出它的存在。

尽管目前科学界对暗物质还处于“难以捉摸”的认识程度，以及缺乏足够的证据，但是根据推测：我们宇宙中暗物质占到了23%，而我们能看到的所有星系等物质只占宇宙的4%，剩下的73%则就是暗能量了，暗能量与暗物质总共占到宇宙的96%，前者以一种未知的动力在加速宇宙的膨胀，后者则能影响宇宙中引力的关系，尽管科学家知道暗物质存在，但是它到底是什么，还是个迷。


星系中基数庞大的恒星中存在以暗能量支持生命的行星可能性还是存在的

而我们之所以不能直接观测到暗物质的原因是因为暗物质不与电磁力产生相互作用，而且在推测的暗物质成分中，其是由一种“大质量弱相互作用粒子构成，这种粒子与普通物质的相互作用非常的弱，这个观点在最近丹胡珀提交给天体物理学的论文《暗物质与行星的可居住性分析》中提到。由于组成暗物质的弱相互作用粒子的相互作用相当的弱，而且基于这个理论，只能产生较少的能量，很难被现有科技水平的观测工具探测到。

然而，胡珀和贾森斯特芬认为，即使构成暗物质的粒子比较“懒惰”，相互作用能力弱，但是暗物质通过粒子湮灭所释放的能量可以在一定程度上增加行星的内核温度，以及为行星提供必要的温度，保持温暖。在一些星系中，特别是我们银河系周边的矮星系的中央，包含着相当密集的暗物质，这些暗物质的密度远远超过我们太阳周围的暗物质密度，可以达到100至1000倍的水平。

根据胡珀和斯特芬计算结果，当暗物质粒子出现扩散并进入岩质行星的核心区域附近时，它们会失去动量，并最终被引力所约束，而拉入到行星的内核中，暗物质粒子在那儿湮灭释放出能量。据费米实验室天文学家胡珀介绍：当一个暗物质粒子通过一个行星时，就存在与宇宙空间中的原子相互碰撞的可能性，发生碰撞后，暗物质粒子就失去速度。一旦这种情况发生，暗物质粒子并不是按动量守恒所认为的那样被弹回宇宙空间，而是被行星的引力所控制，用不了多久就会被引力拖拽进入行星核中，并保留下来。

从这个暗物质粒子碰撞理论出发，在暗物质极为丰富的宇宙空间，足够的暗物质聚集在类似“超级地球”的行星上（这种行星之所以成为超级地球，是因为其具备若干倍的地球质量，而且也是岩质行星），就能为这颗行星提供相当可观的能量供给，并能使行星的表面的水呈现液态。

这个观点在相当程度上拓展了天体生物学家对系外生命的定义范围，原先天文学家都是寻找遥远恒星周围的可居住带，认为在那儿具有适当的光照，适宜的温度，可以让水保持液态，从而支持生命。但是，暗物质粒子碰撞理论打破的这种思维常规，只要在暗物质聚集丰富的行星周围就具备了液态水所需要的环境条件，高密度暗物质覆盖的行星将是今后天文学家观测的重点。

然而，对暗物质粒子碰撞加热理论，一些天文学家表示了质疑。英国伦敦大学学院天体生物学家刘易斯特尼尔认为：这个理论的确很耐人寻味，看上去好像也挺真实，我对暗物质能加热行星并提供生命环境的观点半信半疑，虽然在他们的模型中，暗物质的分布与一些理论的性质是符合的，但是这需要在一定的假设前提下，这些前提条件应该说是比较特殊的，可以说，如果这颗行星是由暗物质加热所提供足够的能量并保持水呈现液态，那这颗行星也将是非常罕见的。

不过，在银河系中，存在着数十亿颗恒星，即使这颗行星出现的概率非常非常的低，但在这么大的基数下，还是应该存在的。只能说，一些行星极有可能通过这种方式从暗物质那儿得到足够的能量，如果这颗行星上演化出生命，那个世界将是非常有趣的。为什么说是非常有趣呢？比如，我们的地球是处于恒星的可居住带上，所以地球上演化处出的生命是以太阳光为主要能源，而在暗物质供能的行星上，他们的生命形式就会与地球上的生命形式迥然不同，由于那颗行星上主要能量来自行星核中的暗物质释放，所以他们的生命将会演化出收集这种能量的有机体。

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