暗物质“却在灯火阑珊处”

暗物质“却在灯火阑珊处”

现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、天文观测和膨胀宇宙论研究表明:宇宙的密度可能由约4.9%的重子物质、26.8%暗物质和68.3%的暗能量组成。

我比较愚昧,觉得物质和能量不应该笼统地相加。但宇宙有引力和斥力。因为宇宙在膨胀,姑且认为,斥力大于引力,超过50%。暗能量应该属于斥力、也就是爱因斯坦的宇宙常数,占68.3%也是合理的。

按照万有引力学说,引力是物质固有的属性,当然4.9%的重子物质、26.8%暗物质都属于物质的范畴。联想到夸克的质量只占到质子质量的5%,暗物质是重子物质的5倍多也说得过去。

根据科学家们的定义,暗物质就是指那些自身不发射电磁辐射、不与电磁波相互作用、不是由质子、中子组成的物质。

1930年代,荷兰天体物理学家奥尔特指出:为了说明恒星的运动,需要假定在太阳附近存在着暗物质。1932年,美国加州工学院的瑞士天文学家弗里兹·茨维基从室女星系团诸星系的运动观测中,发现看得见的星系只占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。星系外侧恒星的公转速度较牛顿引力理论预期的快,推测需有星系所有恒星质量的100倍以上的质量,才能拉住星系外侧的星球,使星系不致于分崩离析。

李政道在《物理的挑战》中说,一个星系的发光半径为15千秒差距。但是,30千秒差距处的恒星依然在高速运动。967个星系都是如此。所以有暗物质在起引力作用。

1970年代,科学家们根据对许多星系之间的引力效果的观测发现,常规物质不可能具有如此大的引力,因此暗物质的存在理论被广泛认同。

科学家们还说。暗物质促成了宇宙结构的形成。如果没有暗物质。就不会形成星系、恒星和行星,更谈不上今天的人类。暗物质到处都有。就连地球和月球之间也有大量的暗物质。

寻找暗物质粒子、研究暗能量的物理本质、探索宇宙起源及演化的奥秘的研究已成为21世纪天文学和物理学发展的一个重要趋势。各种暗物质理论如雨后春笋般涌现。

但是,上穷碧落下黄泉,两处茫茫皆不见。时至今日,科学家们依然没有找到轴子、中性子和大质量弱相互作用粒子(WIMP)。相反,却发现了螺旋星系NGC 4736的公转不需要暗物质,完全依靠可见物质的引力也能解释。

究竟有没有暗物质?

科学家们说有。我也说有。

但,它们在哪里呢?

“众人寻他千百度。蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。”

我的观点,暗物质一部分在低温原子里,因为太暗没有被探测到;一部分在高温原子里,因为太远没有被探测到;一部分在超高温原子里,因为太小不被承认;还有一部分是没有形成原子的准物质,因为没有质量不被看好。总之,暗物质在物质里,在旋涡里。

看到这个答案,相信许多人都会摇头反对。那就听我说一说。前三种暗物质是科学家们提出来的,已经有了解释,不再赘述,只说说第四种。

我们都知道太阳系98%的质量都集中在中心的太阳上,行星、卫星、小行星加起来只占2%,因为确实不发光,就都算是暗物质吧。原子也是如此,98%的质量都集中在原子核上,核外电子、光子加起来只占2%,也不能算暗物质,当然没有暗物质的位置。但是,科学家们也告诉我们:质子是由夸克组成的。而且,夸克的质量只占所在质子质量的5%。质子质量的95%是什么?科学家们并不知道。质子质量的这95%不就是暗物质吗?

以此类推,原子里的暗物质占95%?太阳系里的暗物质占93%?银河系里的暗物质占几%?宇宙里的暗物质占几%?

暗物质是什么呢?我的答案是:暗物质是准物质,或者叫候补物质。既然暗物质没有质量只有引力,用天体测量方法寻找暗物质粒子的做法就是徒劳的。用粒子对撞机也撞击不出来暗物质粒子。

为什么会有暗物质呢?

回过头来再看看牛顿的引力定律,天体质量里会含有暗物质吗?

首先,回忆一下牛顿的观点。他在《自然哲学的数学原理》中写道:“重力必定是由某种动因引起的。而这种动因总是依照某些规律来发生作用。至于这种动因是物质的抑或是非物质的,我只能留待读者去思考。”

绝大多数的科学家按照牛顿的引力定律思考的结果是:“重力的动因是物质的”、“万有的”。牛顿很无奈。既然“重力的动因是物质的”,重力是物质的固有秉性,岂不是违反了牛顿的运动三定律?宇宙的第一推动力还怎么研究呢?

是的。既然“重力的动因是物质的”,暗能量的动因也应该是物质的。物质产生引力,引力吸引物质,也就是物质互相吸引,最终物体越来越大,然后坍缩成黑洞。但物质来自哪里呢?为什么太阳里的物质互相吸引,而柯伊伯带的小行星却各自为政呢?人们迷茫了。

而我思考的结果是:重力的动因是非物质的、外来的、旋涡里的。

听我讲讲旋涡吧!旋涡里有旋聚力和排斥力,也可以叫向心力和离心力或者叫引力和斥力。重力或者引力是旋涡里的一种旋聚力。引力与斥力一起作用,把绝大部分物质旋聚到中心,形成球状物体;还能把外围物质旋聚在旋臂上。旋涡里的物质承受着旋涡里引力和斥力的双重作用,不由自主地做着螺旋运动。等角螺旋线就是旋涡里物质分布的最佳描述。牛顿的引力公式只是表述了旋涡外围的一种近似的物质运动状态。旋涡中心和边缘的物质运动状态需要另外的计算公式去表述。

牛顿的引力公式表明:中心天体与某个外围天体之间的引力与中心天体、某个外围天体的质量的乘积成正比。但在有些地方,没有中心天体,外围的天体照样围绕中心旋转。牛顿的引力理论无法解释这种现象,只好增加“暗物质”。按照旋涡理论,中心天体可以没有质量,外围天体不是绕着中心天体运动,而是绕着旋涡中心运动。有时外围天体甚至可以替代中心天体。这叫“替天行道”。

再说说物体的运动系统。一辆车子运动了,就会拖曳尘土和空气一起运动。但一般不把尘土和空气的质量计算在车子的系统质量内。空气看不见,可以叫做暗物质。爱因斯坦认为,物体的质量随着速度的增加而增加也是同一个道理。只是人们不容易接受罢了。如果我认为每个运动的物质系统里都有暗物质。你能够接受吗?在太阳系里,星球之间空空的空间里除了原子之外,还有暗物质。恐怕这个观点更难以让人接受了。但这牵涉到物质的起源。

科学家们是笃信万有引力定律的,迷信物质具有引力。用万有引力公式计算地球系、太阳系、银河系的质量、距离,但与天文观察的结果偏差越来越大。就拿银河系的质量来说吧,测量的结果从最轻的8000亿个太阳质量,到最重的1.5万亿个太阳质量。翻了一番。并且,银河系恒星总质量大约为太阳质量的500亿倍。虽然矛盾重重,但科学家们不敢越雷池一步,更不敢颠覆万有引力定律,只有修修补补,勉强凑合。于是逼出来个暗物质概念。

如果科学家们大胆地摒弃“重力的动因是物质的”、“万有的”的信条,暗物质问题就迎刃而解了。


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