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雀巢巧克力的秘密

雀巢產品自從1988年首次在中國設廠,中國人很少有不知道的,最為流行的還是雀巢速溶咖啡。「雀巢咖啡,味道好極了」,也許是流傳最廣的廣告語。雀巢咖啡在中國的大行其道,還是得力於中國咖啡文化的原始性,因為真正喜歡咖啡的人還是喜歡現煮的新鮮咖啡,而不是速溶咖啡。雀巢的品牌雖然有一個多世紀了,我最近才知道雀巢的奇巧巧克力的生產也是從1988年開始,該產品本來是英國糖果公司能得利的產品。

和奇巧巧克力一樣有名的是氣泡巧克力(Aero chocolate),這種巧克力內部充滿氣泡,有點像蜂巢。如何在巧克力內部形成分佈均勻的蜂巢至今是不傳之秘。根據一個物理博客Bee的說法,這種巧克力即使是實心部分可可的含量也不算多,大部分是暗物質,我們不知道成分的物質。我在網上查了一下雀巢的中文網站,發現五大類雀巢巧克力,卻沒有氣泡巧克力。估計中國和美國一樣,人們更講究實在,不喜歡大部分是真空的巧克力。

其實在宇宙中,所謂真空也充滿了能量,雖然能量密度非常低,大約只有每立方厘米10-29克,也就是說,宇宙平均起來每立方米只有幾個質子。但由於「真空」占的體積非常大,所以這種真空暗能量占宇宙的總能量近75%,剩下的25%大部分是暗物質,不發光只有引力相互作用的物質,最少的部分是類似組成我們身體的可見物質。所以,Bee說,我們的宇宙很像雀巢的氣泡巧克力。

將宇宙比喻成巧克力易於女孩子理解我們的宇宙。過去我在博客上曾經把宇宙比喻成我們的和諧社會,這樣做則有利於關心國家大事的人理解宇宙。我是這樣說的:

在和諧宇宙模型中,74%是暗能量,22%是暗物質,4%是重子物質,或者叫發光物質。咦,22%這個數字似乎和美國的中產階級的比例接近。趕緊谷歌一下,看到一篇文章說,布魯金斯學會在研究了全美100大城市,包括12大主要城市及其郊區後發現,從1970年到2000年,美國中產階級家庭佔全部家庭的比例由28%降至22%,看來22%應該基本代表了美國中產階級的比例。為了證實這個說法,我也查了一下英文的文章,有幾篇文章似乎證實了這種說法。

我不知道美國富裕階層所佔的比例是多少,按照和諧宇宙這個比例,如果能達到4%就和諧了。剩下的74%就算窮人了。

這麼看來,和諧宇宙中,4%是所謂的精英,rich and famous,要不然怎麼叫可見物質,或者重子物質呢。22%的暗物質團結在精英物質周圍,74%的暗能量和精英沒有親和力,只好均勻地分佈在宇宙中。

原來造物主早就明白和諧宇宙應該是什麼樣子的。

不過在中國,4%不是和富裕階層聯繫起來的,而是中產階層的比例。也有個說法,中國的中產階級占的比例是5%。

然而許多人卻不願意承認自己屬於中產階層,特別是在公司裡工作的所謂白領。大學裡教書的教授們更是怨氣沖天,更不願意承認自己就是中產。看來,誰都不願去做和諧社會中的那部分暗物質。中國只有5%的中產,是不是這種誰都不認賬造成的?

比喻說完了,我們聊幾句宇宙中暗物質本身。暗物質存在的主要證據是星系(如銀河系)的轉動速度和星系在星系團中的轉動速度。星系的轉動速度就是恆星繞著星系的中心運行的速度,根據牛頓萬有引力理論,這和恆星離星系中心的距離以及在此距離之內的物質質量有關。早在20世紀30年代,瑞士天文學家弗裡茨·茲威基(Fritz Zwicky)就發現,可見的物質不足以解釋某些星系的轉動速度,從而提出了暗物質假設:在可見的物質外,還存在看不見的物質。經過幾十年的研究,人們發現,暗物質不是一般地暗,是非常地暗,除了改變引力場之外,暗物質和物質之間,暗物質和暗物質之間,基本沒有相互作用。

有人通過改變牛頓萬有引力公式來代替暗物質解釋星系的轉動速度,在一段時間內,這個可能性還不小。最近,天文學觀測到一個子彈星系團(bullet cluster)碰撞事例,支持暗物質的存在,不支持那些修改的引力理論。看來,最簡單的暗物質假設是最可靠的理論。

暗物質到底是什麼?我們只能肯定它不是什麼。例如,我們肯定暗物質不是普通的物質,但不能排除它可能是和物質類似的,沒有什麼電磁作用的物質,雖然這種可能性並不大。有人還推測暗物質是不發光的小天體,這個可能性也不大。我們知道,中微子是已知粒子中最「不可捉摸」的粒子,和物質的相互作用非常微弱(一束中微子需要一光年厚的鉛才能被吸收一半)。但中微子太輕,不大可能與星系結成一個團。看來,暗物質是我們在實驗室中還沒有發現的粒子的可能性最大。

目前,粒子物理學家們最喜歡的暗物質粒子候選者有兩個,一個是軸子(axion),這種粒子甚至比中微子更加「不可捉摸」,軸子的命名者是諾貝爾獎獲得者弗朗克·韋爾切克(Frank Wilczek)。目前,有很多實驗試圖探測到軸子,甚至有些實驗已經聲稱探測到了軸子,比如DAMA,一家位於意大利大薩索山的實驗室。但這些聲稱沒有被其他實驗所證實。另一個大家都很喜歡的暗物質候選者是超對稱理論中的最輕的中性粒子。這種粒子的探測則需要高能加速器,例如明年將運轉的大型強子對撞機。

宇宙這塊超級氣泡巧克力的主要成分比雀巢氣泡巧克力的成分還要神秘,我們現在主要研究活動的目的之一,就是企圖讓上帝交出他製造這塊巧克力的配方。