银河系的年龄一直是宇宙科学研究的重要课题,虽然存在一些不同看法,但一般的结论是,银河系在宇宙大爆炸之后不久即已诞生,年龄下限不低于一百三十亿年,属于宇宙中最最古老的星系之一。同所有的星系一样,银河系也诞生于尘云。最早的尘云同现在相比要单调得多,只含有氢、氦和极其少量的锂,除此之外没有其他任何重元素,更不会有氧、碳、硅等。但是,实际情况却并非这么简单。

随着杜原的手指滑动,“支架”模式启动了。眼前的图景开始变化。亮白刺目的银河系中心转成了猩红色,银心附近的银核区则稍呈现出粉红色。

而在离银心更远的外围,蓝色掺杂了进来,并一直延伸到几十万光年之外,远远超过了通常定义的银河系范围,成为了主色调。这幅红蓝交杂的图像有点儿类似于红外线遥感相机拍摄的照片,不同之处在于,红外线照片里的红色代表着高温物体,蓝色代表低温物体,而在“支架”模式里,红色代表常规物质,蓝色则代表宇宙中一种奇特的存在:暗物质。

虽然人类正式提出“暗物质”概念的时间不长,但实际上宇宙很早便提供了关于暗物质存在的线索。在开普勒的年代人们便已经发现,太阳系各大行星的公转绕行速度随着与太阳的距离增大而降低。水星速度最高,而木星、土星等则运行缓慢得多。牛顿后来创建了引力定律,从数学上对这一现象给出了近乎完美的解释。但当后来人们观测银河系恒星时却发现,一些比太阳更偏远的恒星绕行银河系中心的速度本该更慢一些,但实际观测的结果却同太阳系的速度相差无几。按照这些恒星的速度计算,银河系早就应该从整体上分崩离析,根本无法维持现在的状况。

这种严重违背引力定律的现象让人们不得不假定,银河系中除了可观测到的恒星、尘云、黑洞等之外,一定还存在质量大得多的不可见物质,这种物质广泛分布于整个银河系,形成“暗物质晕”。经过这些年的研究,暗物质的存在已经成为共识。如今,暗物质不仅是解释银河系演化行为所必需的前提,而且可以说,如果没有暗物质提供的引力支持,银河系甚至根本就不会存在。

“支架”模式计算已经完成。在杜原眼中,现在的银河系展露出了它最隐秘的结构。常规物质构筑的银河系千姿百态,有着千奇百怪的各类天体。

单单一个太阳系,就有八颗大行星、二十万颗小行星以及几十亿颗彗星。而如果考察整个银河系的话,这些数字大约都将放大一千亿倍。这些数量庞大得不可思议的宇宙星体彼此吸引、纠结、碰撞、融合、分离……无时无刻不在上演着恢宏的银河系舞台剧。无论多么聪慧的研究者,面对这样复杂的事物都会感到气馁。要知道,人类现在甚至连相对简单的三体运动问题都还没有彻底解决。

但在暗物质视角下,事情却变得简单多了,这也正是“拂石猜想”的基本出发点之一。“支架”模式观察的对象是暗物质,在这种模式下,银河系的结构就像是几团质地稍许不同的果冻被糅合在了一起。常规物质银河系的直径大约为十万光年,暗物质晕的直径是这个数值的五倍,甚至将邻近的大麦哲伦星系和小麦哲伦星系也囊括了进来。从某种意义上讲,正是由于暗物质在一百三十亿年前搭建的脚手架,辉煌灿烂的银河系才得以创生并存续至今。

杜原的目光巡视着浩瀚无极的银河系支架,他知道,尽管过去了整整一百三十亿年,但这副支架只是随着空间膨胀,在规模上扩大了许多倍,其主体结构并没有发生本质的变化。这正是宇宙显得出奇的地方,也是像天年这样规模超出想象的事物能够被人类认识的关键所在。我们的宇宙显然不是绝对均匀的,因为一个绝对均匀的宇宙根本不会产生出结构。根据观测,宇宙虽然在极大尺度上满足各向均匀性,但在小一些的尺度上却产生了恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城等复杂结构,这说明宇宙在大爆炸之后的极早期一定存在物质分布的微小涨落,这种涨落信息就像种子一样,深深植入了宇宙的内核。一百多亿年来,银河系的常规物质同时受到宇宙中四种基本力的剧烈作用或者说是“扰动”,早已失去了这些最初的信息。而暗物质则完全不同,根据现在掌握的情况看,暗物质只受引力和弱力的作用,其中弱力本身极其微弱并且作用距离极短,对星系结构的影响微乎其微。所以星系暗物质的结构基本上是由引力所决定的,而引力的分布则与最初的物质涨落呈现紧密的关联性。此刻杜原眼前的银河系所包含的几千亿颗恒星,有很多已经生生死死更迭了若干个世代,但暗物质从不参与这种更迭,因而依然保存着关于这个星系的最古老的信息。

杜原继续拉高,到达银道面之上一万光年的地方。从这里,他的目光才得以越过隆起的银核区,目睹银河系的全貌。因为处于“支架”模式,那些夺人心魄的细节都隐匿无形,银河系显得平淡了许多。有那么几次,杜原甚至无法把眼前红蓝晕染的场景同人类生于斯长于斯的古老星系联系在一起。

宇宙中年轻的星系很多呈现简单的旋涡状,很多人也认为银河系是旋涡星系。

但实际上,银河系这样古老的星系一般是棒旋星系,核心处的恒星聚集成短棒状,其旋臂则由短棒的末端拖曳着涌现。作为类比,可以想象一根两头冒烟的短棒在旋转,这幅图景最接近银河系的模样。

杜原关掉了“支架”模式,常规物质重新成为银河系的主宰。杜原心神激荡地注视着某个方向。在古老银河系的边缘正流浪着一颗普通得如同路人甲的黄色恒星,它旁边的第三粒小石子便是人类自诩的生命摇篮。几百万年里,人类祖先曾经无数次地仰望夜空,他们的目光总是被那条银色的天河所吸引。在众多文明的表述里,银河是神祇的美妙居所。那时候只能仰望银河的他们根本不会想到,有朝一日人类能够从这样的角度俯视银河的全貌。当然,他们更不会想到,正是这条曾在无数个夜晚装点过他们头顶星空的美丽银河,藏匿着与人类命运生死攸关的终极秘密……

由于显示比例的关系,在杜原眼中,太阳系与二叠纪尘云最浓密区域之间似乎保持着相对静止,但这只是一种错觉。橙色汪洋正以大约每秒一百多公里的速度扑向太阳系,这速度是普通子弹的百倍。严格说来,太阳系早已进入了二叠纪尘云的范围,只不过尚处于尘云物质相对稀薄的区域。这个阶段大约会持续几十上百年。大约九十年后,全球平均气温将至少下降十五摄氏度,这意味着除了赤道地区之外,大部分地球表面将进入有史以来最冷的冬天。与普通冬季所不同的是,这个冬天会越来越冷,越来越冷,并且将持续整整三千五百万至四千万年——这就是天年之冬。

现在整个太阳系正一往无前地冲进那片无边无际的渊薮,就如同两亿五千万年前发生过的情形一样。二叠纪的大灭绝事件整整持续了两千多万年,当时地球上超过百分之九十六的物种灭绝,其中百分之九十五的海洋生物和百分之八十五的陆地脊椎动物彻底消亡。曾经无所不在的三叶虫,以及陆栖的单弓类群动物和诸多爬行类群就是在这个时候退出了地球舞台,甚至一些之前已经成功生存了上亿年的物种也未能幸免。二叠纪灭绝事件中,海生无脊椎动物的灭亡数量极大,在中国南部煤山的二叠纪沉积层中,竟然发现了162 属的 333 种海洋生物化石。而更能说明当时情况惨烈的事件则是“煤层消失”。在二叠纪晚期和三叠纪早期的地层中,人类从来没有发现过煤矿床。

自从四亿多年前植物登上陆地之后,这是唯一的煤矿大断层。这个煤矿断层持续了很长时间,直到三叠纪中期的地层中才发现有很薄的低品质煤矿床。

学界的看法是,当时所有足以形成煤矿的植物群落都在此次事件中消亡了。

也就是说,在那段近两千万年的时间里,整个地球表面竟然没有一片森林!

简单试想一下,这是多么恐怖的场面!

翻开二叠纪几千万年的历史,通篇可见的就是“灭绝”二字。灭绝是二叠纪的主旋律,那就是一个灭绝的年代。任何稍有素养的地质学者都知道一个常识:所有地层里,二叠纪岩层最容易辨识,原因在于二叠纪前后的化石遗迹存在极大差别,根本没有相似的生物出现。从这个意义上讲,二叠纪岩层是一道由亿万生灵的尸骨砌成的天然分界线,之前是繁荣昌盛,之后则是凋零死亡,就像天堂与地狱般截然对立,泾渭分明。

 

 

第25章 蛛网上的飞蛾


甘肃武威机场不属于民航机场,最早这里属于中国人民解放军第八飞行学院,该学院后来并入第五飞行学院。现在就连第五飞行学院也已成为历史,目前这里是中国人民解放军空军西安飞行学院的一个普通训练基地。

下了飞机,孔青云被移交给一列早已在此等候的车队,他的脚几乎没有沾地,算是体会了一次什么叫作无缝衔接。然后这列由九辆越野车组成的车队一路向西北而行,路旁的民房变得越来越稀疏,景观也愈发荒凉。孔青云所在的汽车夹在车队的中间部位,坐在他身边的中年人叫粟米,表情严肃,一看便是那种做事认真、讲究规则的人,正是他向刘思茅推荐了那篇论文。

从昨天开始,孔青云再次体会了被人当成货物的感受。没有人主动同他讲话,他只是被手续严谨地办理移交。粟米在接收“货物”的时候同样不苟言笑,后来倒是变得和气了许多。

注视着车窗外的景色,孔青云不禁想到也许色盲患者是无法区分沙漠和海洋的。就像他途经的一些地方,除了颜色是一片焦黄之外,那种起伏连绵和大海别无二致。沙粒在强烈的阳光下发出钢铁般的反光,蒸腾的热空气,使得远处的地平线变得跳荡而模糊。严格说来,这里只是戈壁边缘的半沙漠地带,但水汽已经变得无比稀有。天空没有一丝云彩,地面火热滚烫。

越野车靠近一处低矮的山丘,孔青云看到几个服色灰黄的人。粟米出示了证件,又打了一通电话。过了这道哨卡之后又行进了几百米,走到近处才能看到山壁上原来有一道很宽的门,可以通行汽车。进到里面,孔青云发现四处都没有什么标志,车子又往前一百米后,没路了。人全部下来,孔青云自觉地跟着前面的人进到一部很宽大的电梯里。

“这是哪里?”孔青云忍不住问粟米。

“我们现在正处于加速器的上方。”粟米很干脆地回答。电梯启动了,一路下行。

“加速器?重离子加速器应该在兰州那边吧,中科院兰州近代物理研究所,我记得是渭源路附近。”

“龙熊粒子加速器是中国同俄罗斯的合作项目,是没有公开的绝密级系统,等一下到了你就知道了。哦,有个人等着见你。”

“这么……大?”孔青云有些木讷地问,之所以卡壳,是因为他实在不知道最后一个字应该用“大”还是“小”。

“是的。”伊万·伊万诺维奇·朱加什维利站在旁边,饶有兴致地欣赏着孔青云的惊讶,脸上露出友善的微笑。刚才粟米已经向孔青云介绍了他。

伊万在中国待过不短的时间,能说简单的中文,但为了交流的准确性,他们三个人还是戴上了计算机翻译耳机。伊万看上去年龄可能超过七十,发色灰白,唇上蓄着短短的胡须。不知怎么的,孔青云觉得伊万看上去有一丝面熟,但又想不起来在什么地方见过面。

“这就是龙熊粒子加速器。”粟米介绍道。

“我没想到龙熊加速器会是这样,以前我看过兰州重离子加速器的资料,跟这个不太一样。”孔青云还是没忍住说出了心中的感受。

“哦,这很正常。它们的原理不同。”伊万在一旁解释道。

孔青云面前是一条宽阔的隧道,两侧墙壁基脚处亮着橘红色的灯光。在隧道中间架设着一根灰色管道,直径相当于普通成人身高,朝两头望去,总长一千七八百米的样子。在它面前,孔青云感觉自己、粟米以及伊万就像站在树枝旁的三只蚂蚁。直观上这当然是个庞然大物,但孔青云知道,在加速器领域,这种长度不到两公里的东西其实连蚂蚁都算不上。不要说跟现在还在建造的超级加速器相比,就是跟已经建成、运行多年的大型强子对撞机LHC 相比也小得可怜,LHC 的环形隧道总长足有二十七公里。

三个人顺着隧道朝左边走过两三百米的距离,这里应该是整个隧道的中部,四周突然变得宽阔了许多,顶部也大幅增高。

“龙熊加速器是中俄合作建设的直线加速器系统。”粟米解释道,“这个位置是安装对撞结果探测器的。”

孔青云点点头,他知道作为粒子加速器的配套设备,对撞结果探测器都是些庞然大物,欧洲核子研究中心的“紧凑 μ 子线圈”直径超过十六米,箍住加速管道时就像一条细血管上膨出的巨型肿瘤。

“这里应该就是正反粒子的对撞区域吧?”孔青云四下环顾,有些敬畏地问道。

“这么说不准确。在这里碰撞的粒子受到的限制很少。”粟米一本正经地纠正道。

“嗨,我还停在老概念上。”孔青云尴尬地笑了笑,“用磁场偏转正反粒子来制造碰撞是环形加速器才需要的,直线加速器的确不受这个限制。”

伊万接过话头:”是啊,我们连用来产生和浓缩反粒子的辅助加速器也省掉了。”

“这里还空着,探测器还没建好吗?”孔青云转头问粟米。

“不,是已经拆除了。龙熊加速器因为工作原理不同,加速管道的规模远远小于欧核中心的大型强子对撞机,但探测器的规模基本上没有什么不同。

现在设备已经拆解搬走。”

“为什么?”孔青云有些不解,而更让他迷惑的是,既然这里只是一处正在被拆除的工程,带他到这里来又是什么意思呢?

“因为这里需要扩建,所以探测器暂时运走了。”粟米耐心地解释。

孔青云朝上方望去,那里是一片穹顶高悬的空间。灯光映射下,令人仿佛置身一座建在地底深处的古老教堂。不过,脚下的那根探测器传送铁轨却在执着地提醒,这里并非上帝的居所,而是人类认知的前沿。

“我们走了另外一条路。”伊万的目光中闪动着很亮的光点,“一切都比较顺利。算起来,中俄两国的龙熊加速器合作计划已经施行快二十年了。”

他看了看手上的表,然后对孔青云说,“我现在要处理些事情,我会在上面等你。我想单独同你谈谈。”

孔青云有些不解地看着伊万的背影,“他要单独和我谈,为什么?”

粟米苦笑着摊开手,“我不知道。伊万是项目的俄方首席科学顾问,他在这里的权力很大,我们接你来的一个原因就是他提出要见你。这里的人都知道他不但年纪最大,脾气也是最怪的。不过我看他对你的态度还不错,说实话,以前我都很少见他笑过。我想他这么急着见你,应该与你的那篇论文有关。”

孔青云点点头,还能是什么呢?他想起另外一些事,“为什么要另起炉灶?不是说中科院高能物理研究所也参与了欧核中心的国际加速器研发合作吗?”

粟米苦笑了一下,“我们的媒体有时候喜欢玩些小小的概念偷换。本来是出钱搭载几个自己的实验方案,却变成了参与研发建设。这就像人坐过一次出租车就宣称自己也是车主一样。这些报道也就听听罢了,当不得真。由于粒子物理的尖端性,中国和俄罗斯受到了欧美国家的排斥。不过现在看来这并不完全是坏事,反而让我们在直线加速器领域闯出了一条新的道路。”

粟米的话令孔青云有些激动,他知道对任何环形加速器来说,同步加速辐射是绝对无法摆脱的噩梦。粒子被约束在环形加速器里做圆周运动,这实际上是一种变加速运动,会产生大量辐射。简单数学计算表明,环形加速器的辐射损失与能级的四次方成正比。显然,随着能级的提高,绝大部分的能量都通过辐射被耗散掉了。为了减少这种辐射损失,环形加速器的直径不得不建得越来越大,以至于变得极不现实。而直线加速器却基本不受辐射问题的困扰。

“那现在的能级可以同环形加速器相比吗?”

“我们的能级和欧核中心现在运行的加速器相比,还差一个数量级。”

粟米微笑着回答。

“是这样啊……”孔青云略微有些失望。

“但我们的总投入还不到他们的百分之一,这样算下来,我们的效率其实是他们的十倍,这说明我们走在正确的道路上。”粟米解释道,“想想看,环形加速器为了减少辐射损耗不得不越建越大,这不过就是尽量将圆弧变成直线。但就算建造一个围绕地球赤道的加速器,加速的路径也仍然是圆弧,无法摆脱辐射梦魇。与其如此,不如一开始就走直线加速器的道路。当然了,这并不是一条坦途,这些年中俄两国的技术人员付出了很多,项目曾经几次面临夭折。”粟米说到这里,表情有些凝重,似乎想起了一些艰难的往事,他调整了一下情绪,“不过还好,总算是挺过来了。而且,因为直线加速器的相关机理,当某些巧合发生的时候,还存在一种叫作‘能量暴闪’的现象。

也就是说,我们偶尔还能中个彩,观测到超出系统设计能力的现象。当然,这种情况极其罕见,可遇不可求。得到的结果我们仅做内部交流,不会列入日常报告。”

“平时新闻里常常报道说中方申请到欧核中心做搭载实验,没想到我们竟然都走到这一步了。我觉得这是个奇迹。”孔青云由衷地说。虽然他的专业是核物理,但对加速器这一块还是有一定了解。直线加速器虽然摆脱了环形加速器辐射导致能量耗散的梦魇,但它面临的技术难题实际上远远多于环形加速器,所以才一直没有成为主流。现在看来,中俄技术人员一定是取得了某些重大的技术突破。

“其实我们之前申请同欧核中心合作搭载系统有两层意思:一是有些高能级的项目我们目前的确还做不了;另一层意思也有军事安全上的考虑,隐藏一下实力。”粟米说。

“扮猪吃老虎?”

“这个说法有意思。不过那是以前的政策吧。”

“什么意思?”

“你没看到我们正在扩建吗?”粟米指了指远处忙碌的技术人员。“这次扩建的工程是国际合作的,美国和几个欧洲国家的人员都参与进来了。”

“我看到了啊,不过我还以为那些高鼻子都是俄国人呢。不是说有军事安全考虑吗?”

“以前是有。但以后……这应该不再是个问题了。”

孔青云一愣,“这是怎么回事?世界大同了?”他咧开嘴笑笑,“这一点我可没看到。”

“并不是只有世界大同了大家才会合作,还有另一种可能的……”粟米幽幽开口,语气显得有些冷。

孔青云怔了下,他想起了飞机上杜原同自己的那番对话,“那就一定是有什么特别的事情发生了,而且是非同寻常的大事件,能够让人类这种本质上极端自私的动物也不得不抱成一团。”

“差不多吧。”似乎早就预料到孔青云会这样想,粟米很平淡地说,“反正地球上无论哪个国家都无法单独面对,只能放下以前的成见。”

孔青云皱了下眉,“那你回答我,是不是大家团结就能解决问题?我想听真话。”

粟米犹豫了一下,“这个我回答不了。”

孔青云凝视着对方,不知为何他觉得粟米值得信任,“我猜到我能来到这里,或许跟那篇论文有关系。但那是一篇基础物理方面的论文,它甚至更像是个假说,之前我从没想到过在自己的有生之年,论文里的观点能在现实中得到验证。”

粟米点点头,算是承认孔青云的看法,“的确,当危机来临的时候,科学界才会更关注各种超常规的观点。就像如果不是因为二战,原子弹的诞生至少要晚好些年。”

“那么说,某种危机真的来临了?”

“是的,我们称之为天年危机,具体的情况你很快便会知道。现在知情的国家还不多。不过有一点——”粟米停顿一下,然后说了一句靳豫北当初对韦洁如说过的话,“如果我们什么都不做,那么对我们来说天年不算是什么紧迫的危机;但如果我们决定做点儿什么的话,我们面临的就是一场空前的危机。”

孔青云觉得自己脑子里还有很多问题,但反正粟米已经说了,自己很快会知道答案的,也不急在一时。他现在更关心当初刘思茅提到的另一个问题,“我听说超流体纤维理论预言的事实被观测到了,就是在这里吗?”

粟米郑重地点了点头,“相同的实验结果出现过两次,等到扩建后的系统上马之后,我们应该能得到更明确的结果。”

“能稍稍说详细些吗?”孔青云来了兴致。

“是这样,我们以前加速的基本上都是电子。原因很简单,按照粒子标准模型,电子才是基本粒子,它没有任何内部结构。所以分析高能电子对撞的产物十分方便。而质子则不同,当质子相撞时,其内部的六种夸克、八种胶子以及四种弱力传播粒子都可能参与进来,更不用说每种夸克还有三种色。

总之,分析电子对撞就像是分析两个标准乒乓球的对撞,简单明了。而质子对撞则像是……”粟米抬眼向天,似乎想找到一个合适的例子,“唔,就像是在街边随机挑选两个垃圾箱,把它们狠狠撞得粉碎,然后通过观察一堆残渣的状态来分析每个箱子里到底装着什么,其难度之大可想而知。”

孔青云点点头,算是认同了这个类比。

“不过,因为质子的质量是电子的一千八百多倍,所以加速器加速质子的效率明显高出很多。近段时间以来,我们也做了很多质子加速实验。我所说的无法解释的现象就发生在质子实验期间。”

“你说的到底是一种什么现象?”孔青云的声音没来由地有些发抖。

“说起来也很简单。一个粒子的动量是它的质量和速度的乘积,一旦加速完成,动量在一段时间内就是恒定值。结果我们在观测质子对撞衍生物时,发现一些粒子在飞行过程中突然改变了速度。”

“是不是某个加速过程被忽视了?”

“我说过的,是观察对撞衍生物,当时加速过程早就完成了。另外,你没注意到我的用词。我说的不是‘加速’而是‘速度改变’。”

孔青云突然觉得有些发冷,“这有区别吗?”

“这是一个很重要的不同之处,也是事情古怪的地方。”粟米边说边带着孔青云进到半球形的控制室,他对一位工作人员说了句什么。四周陡然一暗,房间内壁离地一米以上的部分变成了屏幕。

“你看,这是一张经过计算机处理后的紧凑 μ 子线圈观测器记录。”

粟米指着屏幕上一团绽开的亮迹解释道,“质子在这里对撞湮灭,生成的簇射粒子穿透四壁的铅钨晶体,释放出来的能量使得晶体中的电子跃迁发光,转换成的电子信号经过校正后可以用来推算原入射粒子的能量大小。我们本来是在分析这一丛簇射粒子的行为。”粟米的手指从屏幕左侧滑向右边,“结果却无意中发现,另外一束介子发生了速度的瞬时改变,不仅仅是大小,还包括方向——它们偏转了一个角度。”