羽晓梦藤萝

第222章 费老小孙

食堂里弥漫着饭菜的香气和嘈杂的人声。

正是午餐高峰,各个窗口前都排着队,不锈钢餐盘碰撞声、打饭师傅的吆喝声、同学们的谈笑声混成一片熟悉的背景音。

我们打好饭——我的是土豆烧肉和炒青菜,晓晓要了西红柿炒蛋和麻婆豆腐,莉莉打了份鱼香肉丝——然后不约而同地围到费政老师坐的那张长桌旁。

其他同学见状,也纷纷凑过来,很快就把那张能坐八个人的长桌围得里三层外三层。

费政老师面前是一碗牛肉面,热气腾腾,他一边用筷子拌着面,一边继续回答我们的问题。

“关于暗物质,”费政老师说,吹了吹面条上的热气,“目前最主流的候选者是弱相互作用大质量粒子,简称 wimp。这种粒子只参与弱核力和引力相互作用,不参与电磁相互作用,所以看不见。它的质量可能在质子质量的十倍到千倍之间。”

王强边扒饭边问:“那怎么找呢?”

“主要靠间接探测。”费政老师放下筷子,用手指在桌上比划,“比如,暗物质粒子可能会在星系中心湮灭,产生伽马射线。或者,暗物质粒子可能会与原子核发生弹性散射,在探测器中产生微弱的信号。欧洲的 dama 实验组声称已经探测到了年调制信号,但还需要其他实验组验证。”

贾永涛追问:“要是找不到呢?”

“那就需要考虑其他候选者了。”费政老师重新拿起筷子,“比如轴子,这是一种非常轻的粒子;或者 sterile 中微子,这是中微子的一种假想变种。当然,也可能是我们完全没想到的新粒子。”

这时,张明问:“老师,您刚才课上提到活动星系核的统一模型,那是什么?”

“哦,这个很有意思。”费政老师眼睛一亮,“类星体、射电星系、赛弗特星系——这些看起来不同的天体,其实可能都是同一种东西在不同角度的表现。它们都有一个共同特征:中心存在超大质量黑洞,正在吸积物质。”

他用筷子在面条上画了个圈:“吸积的物质形成一个旋转的盘,叫吸积盘。物质在落入黑洞前被加热到极高温度,发出强烈的辐射。如果我们的视线正好对着喷流方向,就看到类星体;如果视线与喷流有较大夹角,就看到射电星系或赛弗特星系。”

周博问:“那我们的银河系中心也有超大质量黑洞吗?”

“有很强的证据。”费政老师点头,“通过对银河系中心恒星运动的观测,推断那里存在一个约四百万太阳质量的致密天体。很可能是处于休眠期的黑洞。”

肖恩接着问:“老师,脉冲星除了证明引力波,还有什么用?”

“脉冲星是自然界最精确的时钟。”费政老师说,“它们的自转周期极其稳定,有的甚至比原子钟还准。可以用来做很多事,比如探测引力波——如果引力波经过,会影响脉冲星信号的到达时间。还可以用来做星际导航,就像海员用星星导航一样。”

朱娜认真记录着:“老师,恒星演化理论现在成熟到什么程度了?”

“非常成熟。”费政老师放下碗,擦了擦嘴,“从主序星到红巨星,再到白矮星、中子星或黑洞,整个演化路径已经很清楚。1987 年超新星 1987a 的观测,与理论预言基本一致,这给了我们很大信心。而且,我们现在知道,超新星爆发是重元素的主要来源——你、我、这桌子、这碗,所有比铁重的元素,都来自超新星爆发。”

王梅推了推眼镜:“老师,那恒星内部的核聚变……”

“主要是两种反应链。”费政老师接过话头,“质子-质子链和o 循环。像太阳这样质量较小的恒星,以质子-质子链为主;质量更大的恒星o 循环更主要。这些理论是贝特在 1930 年代建立的,他因此在 1967 年获得了诺贝尔奖。”

就在这时,一个熟悉的声音传来:“哟,这儿这么热闹!费老,开小灶呢?”

我们转头,看见孙平老师端着餐盘走过来,他今天穿着那件洗得有些发白的灰色夹克,神似葛优的脸上自带幽默的表情。

“小孙来了!”费政老师抬头笑了笑——费政老师以前就是孙平老师的中学物理老师,这样的称呼显得十分自然,“给孩子们讲讲宇宙。”

“宇宙?”孙平老师在费政老师旁边坐下,看了眼自己餐盘里的白菜炖豆腐,“那我得听听。我最近也在琢磨这事儿——费老,您说宇宙这么大,星辰浩瀚,咱们这食堂的饭菜怎么就总是这几样?周一土豆,周二白菜,周三土豆白菜一起炖。这宇宙的多样性,跟咱们食堂的单调性,形成鲜明对比啊!”

全班哄堂大笑。

王强笑得直拍桌子,晓晓捂着嘴肩膀直抖,就连一向严肃的王梅也忍不住笑弯了眼睛。

孙老师总能用最生活化的比喻,把高深的话题拉回地面,让人在笑声中放松下来。

费政老师摇摇头,笑容里满是宽容:“小孙,你这张嘴啊……”

孙平老师转向我们,一本正经:“同学们,费老讲的都是真知灼见。你们想想,宇宙有恒星、行星、黑洞、暗物质……五花八门。这说明什么?说明多样性很重要!你们以后啊,也要各有所长,各有特色,别都一个模子刻出来的。”

我们纷纷点头,几个调皮的男生还互相推搡着说“你得学学黑洞”、“你当暗物质算了”,气氛愈发轻松。

费政老师接着说:“刚才说到恒星演化。这里有个很重要的概念——钱德拉塞卡极限。这是印度裔物理学家钱德拉塞卡计算出来的:白矮星的质量上限是 1.44 倍太阳质量。如果超过这个极限,电子简并压就支撑不住,恒星会继续坍缩成中子星。”

孙平老师插话:“这就像人生啊,每个人都有个承受极限。超过了,就得换个活法。”

这话引得大家若有所思。

莉莉小声对晓晓说:“好像真是这样……”

周围的同学也交头接耳起来,原本纯粹的天体物理知识,突然有了一丝人生的温度。

费政老师看了孙平老师一眼,嘴角带笑,继续说:“中子星也有质量上限,叫奥本海默-沃尔科夫极限,大约两到三倍太阳质量。超过这个极限,就会坍缩成黑洞。”

“黑洞好啊!”孙平老师又接话,“只进不出,像个貔貅!但这自私的习惯可不好,做人要像太阳,燃烧自己,照亮别人。”

这下连费政老师都忍不住笑了:“小孙,你这话倒是说得在理。”

我们也都笑了起来,几个女生还鼓起了掌。

费政老师转向我们:“不过从物理角度,黑洞其实也在‘付出’——通过霍金辐射。虽然辐射率极低,但理论上,黑洞最终会蒸发消失。”

莉莉问:“老师,那星系是怎么形成的呢?”

“这是当前研究的前沿。”费政老师认真起来,“我们大致知道过程:宇宙早期的密度涨落在引力作用下增长,暗物质先形成‘晕’,普通物质落入暗物质晕中,冷却、聚集,形成第一代恒星,然后形成星系。但具体细节,比如第一代恒星的性质、星系并合的作用、反馈机制等,还在研究中。”

孙平老师感叹:“这就像写文章,大纲有了,细节还得慢慢去填充。”

张明在旁边小声对周博说:“孙老师这个比喻绝了。”

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