要再经过一段时间,这样的想法才开始吸引物理学家的兴趣。在现在已知的基本粒子中,只有微中子,与暗物质有点神似。微中子也不理睬人,暗黑成性。但物理学家计算了宇宙中现存微中子的数量,发现总质量并没有达到我们对暗物质的预期。所以暗物质若存在,必定是一个还没有被发现的新东西。

物理学家开始揣想了一个故事
现在留在宇宙中的这些暗物质,一定是早年大霹雳的时候遗留下来的。那时有很长一段时间,宇宙温度极高、能量大到什么都能产生,而且所有物质都混合在一起,形成非常均匀的浓浆。但因为温度极高,浓浆却像气体一样。针对这样的气体状态,如上月的节目所介绍的,物理学家可以透过温度,如独裁者、老大哥一样、掌握了解所有的细节。这就是为什么、对如此早期宇宙的远距认知,能够令人相信。这时的暗物质与大家靠得很近,没有社交距离,即使孤僻,还是时有往来。这个与普通物质的作用,会持续动态调整暗物质的数量,与大家达到平衡。但接着宇宙扩张、温度下降,到了大霹雳后一秒钟,宇宙大到暗物质与普通物质拉开了社交距离,而且越离越远。暗物质孤僻的交往频率,开始赶不上宇宙扩张的速度。于是暗物质从社交圈退场,完全进入暗黑模式。虽然同在宇宙中,但与普通物质等同是隔绝的,暗物质数量也就固定下来,不再变化,如同被冻结了一般。于是这就是现存的暗物质数量。

物理学家计算暗物质的数量,与天文学家的估计完全吻合
这实在是一个非常完美的剧本,虽然对暗物质的身份完全不了解,物理学家如一个青涩却热情的青少年,在心中幻想了一个梦中情人,想像着他的身影、个性及姿态。是不是有点像网路交友呢?但也难怪,物理学家根据一些自然的猜测,发现上述剧本计算出来的暗物质数量,与天文学家的估计完全吻合。实在是天作之合,再巧妙不过了。
这时天文物理家还从宇宙论的角度,帮这个暗黑的家伙,找到了一个正面的角色。刚刚已经稍微提到,早期宇宙中的物质,是非常均匀分布的,意思是物质或能量的浓密程度,在宇宙中各处都一样。我们很确定此事,是因为观测到了早期物质所发出来、几乎完全均匀的宇宙背景辐射。但现在宇宙中物质分布显然不是均匀的,在大范围的观测上,由物质组成的星系呈现纤维状、或墙面般的分布,而且星系之间有许多泡沫状的圆形空隙。当然、如果宇宙完全均匀,就不会有太阳系、地球存在了。还好天文物理学家老早想到了解方:在均匀的背景下,某些地方若出现很微小的额外质量,因为它所产生较大的万有引力,会继续吸引周围物质靠近而聚集,使不均匀性继续扩大。有人就戏称这是资本主义的社会现象,富者越富、贫者越贫,永不回头。也许今日宇宙的不均匀度也来自同样的资本累积模式吧。

暗物质在大霹雳后一秒钟,就与大家分道扬镳
但这样的想法有一个问题,宇宙中还一直维持均匀度的背景辐射电磁波,非常强势,它会把刚刚出现、物质分布的皱褶立刻抹平。这样的抹平效应,一直持续到大霹雳之后约40万年,物质与电磁波开始分道扬镳、彼此不再往来之后才停止。这时物质的不均匀皱褶才能如上述,开始渐渐累积。但经过物理学家的计算,从那时到现在,虽然已经137亿年,但时间并不够长,使皱折可以累积到宇宙现在的不均匀度。

宇宙背景辐射图(维基百科)
1980年时,后来的诺贝尔奖得主皮柏斯,想到了一个点子。如果宇宙如预料的充满比物质还多的暗物质,而暗物质在大霹雳后一秒钟,就与大家分道扬镳了,那么暗黑孤独的暗物质分布,如果出现皱折,并不会被周围的电磁波抹平,因为它与电磁波已经没有来往了。而暗物质有万有引力,因此这些皱褶的确就会一直扩大。等到大霹雳之后约40万年,物质可以独立于电磁波了,它的周围已经存在暗物质培养已久的皱折,物理学家戏称像一个一个的洞,物质自然就可以直接掉进去。简单说,暗物质提早开始做了工作,普通物质搭了顺风车,直接收割。就这样形成了星系,也才有恒星,行星,以及今日的你我。如果这个说法成立,那正就是暗物质暗黑的特性,使它可以遗世独立、不受干扰,修炼出可观的不均匀度。多亏了这位低调又不怕寂寞的隐士、否则今天的世界将不会出现。