宇宙是什么

2. 没有暗物质，就不会诞生恒星和生命

  我要介绍的第一个未解之谜，就是前文提到过的暗物质。我们虽然还不知道暗物质究竟是什么真面目，但已经得知，暗物质约为宇宙中全部原子的5倍。如果没有暗物质的引力，太阳系就无法停留在银河系中。

  除此之外，对于暗物质，我们还知道了一件重要的事情。那就是如果不存在暗物质，太阳系和银河系就不会形成。这样的话，我们人类也就不会诞生了。

  我们并不是通过望远镜、显微镜或粒子加速器了解到这件事的，而是通过IPMU的成员吉田直纪的计算机模拟知道的。计算机在破解宇宙之谜方面的作用举足轻重。使用计算机，我们已经基本可以再现那些无法实际观察的宇宙构造。

  在计算机模拟的宇宙中，把暗物质存在的地方缩小到直径约为15光年的大小，然后通过变焦放大去观察，就会发现被暗物质的引力所吸引的大量原子群。那些原子通过碰撞相互反应（与在粒子加速器中的情况一样），释放出光并失去能量，从而聚集起来。如果一直观察下去，直到该区域的最后一个原子也稳定下来，会发生什么呢？答案是，最后，该区域会形成熠熠生辉的恒星。

  计算机模拟首次呈现了暗物质吸引原子构成恒星的情形，这件事不知为何也吸引了金融界的关注，出现在了华尔街记者的报道中。虽然这种情况发生在计算机模拟中，但宇宙初创时的情况肯定也如模拟中的情形一样。

  早期的宇宙是一个非常均匀的空间，无论选取哪一部分，其情况都一样。不过计算机的模拟显示，不久之后宇宙中的暗物质便在引力作用下互相吸引，聚集在一起，宇宙空间也慢慢出现了疏密之别。随着疏密程度的加剧，宇宙的“结构”也逐渐稳定下来。于是，有的地方形成了银河系，有的地方形成了我们的太阳系。如果没有暗物质，宇宙会一直是均匀的空间，也不会诞生银河系、恒星以及生命了。

  图5-1 恒星的诞生（吉田直纪的计算机模拟情况）