【簡介:】只要牛頓萬有引力里G不是一個(gè)常數(shù),宇宙星系運(yùn)動(dòng)的引力缺失問題就能解決了,不需要假設(shè)暗物質(zhì)。
宇宙空間是一個(gè)充滿“以太”的流體環(huán)境,相鄰的兩個(gè)物體在流體中運(yùn)動(dòng),同向運(yùn)動(dòng)相吸
只要牛頓萬有引力里G不是一個(gè)常數(shù),宇宙星系運(yùn)動(dòng)的引力缺失問題就能解決了,不需要假設(shè)暗物質(zhì)。
宇宙空間是一個(gè)充滿“以太”的流體環(huán)境,相鄰的兩個(gè)物體在流體中運(yùn)動(dòng),同向運(yùn)動(dòng)相吸,逆向相斥。物體在空間流體中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了萬有引力,天體的運(yùn)動(dòng)線速度越快,產(chǎn)生的萬有引力G值越大。自轉(zhuǎn)的天體在空間流體中運(yùn)動(dòng),會產(chǎn)生公自轉(zhuǎn)偏向力,使天體產(chǎn)生公轉(zhuǎn)現(xiàn)象。萬有引力、磁力、強(qiáng)弱核力、公自轉(zhuǎn)偏向都來源于物體的運(yùn)動(dòng)。
“以太”被愛因斯坦否定了,理由是光波在地球相同狀態(tài)的大氣中傳播速度恒定不變。
在邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)中,光始終是在地球的大氣中傳播的,光波在相同狀態(tài)的大氣介質(zhì)中傳播速度恒定不變,完全符合機(jī)械波的傳播特點(diǎn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是證明了光屬于機(jī)械波。
如果假設(shè)光是以空氣為傳播介質(zhì)的,在玻璃中進(jìn)行邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn),只要玻璃的材質(zhì)溫度是均勻的,得到的結(jié)果必然是光在相同狀態(tài)的玻璃中傳播速度恒定不變,能證明空氣是不存在的嗎?
很明顯,相對論是一個(gè)邏輯思維錯(cuò)亂的謬論。
暗物質(zhì)無法探測,為什么還如此確定它存在?就沒有其他替代的理論嗎?
隨著人類對宇宙探測范圍、領(lǐng)域及其研究的不斷深入,我們在對宇宙宏觀尺度和一些發(fā)展演化的細(xì)節(jié)方面,取得了越來越精細(xì)的探測和推測結(jié)果,在此基礎(chǔ)上我們了解到宇宙的起源、物質(zhì)的聚集、星系形成、星體演化規(guī)律等等有關(guān)宇宙的特征。然而,基于宇宙質(zhì)量的缺失問題以及其它關(guān)于宇宙演化的模擬,得出來的與已知物質(zhì)性質(zhì)不盡匹配的地方,一直以來都持續(xù)困惑著科學(xué)家們,于是引入了暗物質(zhì)的概念,來解決這些不匹配的問題。由于暗物質(zhì)無法被觀測到,那么為何還如此確認(rèn)它的存在呢?
暗物質(zhì)確認(rèn)存在的證據(jù)雖然暗物質(zhì)不能被觀測到,但是科學(xué)家們長期以來對宇宙的探測,發(fā)現(xiàn)了諸多足以挑戰(zhàn)宇宙學(xué)基礎(chǔ)存在的觀測證據(jù),但是以現(xiàn)有理論卻無法完美地進(jìn)行解釋,這3個(gè)大方面的主要證據(jù)為:
一是質(zhì)量缺失問題。也就是任何星系或者星系團(tuán),其推算出來的總質(zhì)量,要比其中已知物質(zhì)的質(zhì)量大的多。能夠支撐星系或者星系團(tuán)質(zhì)量缺失的觀測,又包括2種相互看似獨(dú)立的方式:
引力透鏡效應(yīng)。在觀測目標(biāo)星系時(shí),如果在與觀測者處于相同直線上有大質(zhì)量的天體,根據(jù)相對論原理,則來自目標(biāo)星系的光線就會在經(jīng)過大質(zhì)量天體時(shí)發(fā)生彎曲,從而在觀測者角度就會看到目標(biāo)星體的一個(gè)或者多個(gè)像,好像是通過了一個(gè)透鏡一樣。我們根據(jù)看到像的特點(diǎn),可以推測出目標(biāo)的質(zhì)量。在對很多目標(biāo)星系的觀測中,我們并未在觀測視線范圍之內(nèi)看到任何大質(zhì)量天體,但是引力透鏡現(xiàn)象依然存在,說明中間勢必存在著規(guī)模和質(zhì)量都非常宏大的物質(zhì)。
高溫氣體輻射。我們通過觀察來自目標(biāo)星系不同位置的光譜特征,可以測算距離星系中心不同區(qū)域的溫度,然后推測氣體密度和相應(yīng)壓強(qiáng),再假設(shè)這些氣體物質(zhì)被一定的引力所束縛,達(dá)到相應(yīng)的流體靜力平衡,則可以通過模型推導(dǎo)出星系的質(zhì)量分布情況。
星系運(yùn)動(dòng)特征。按照萬有引力定律,星系中的各個(gè)星體圍繞星系中心作周期性的運(yùn)轉(zhuǎn),其運(yùn)動(dòng)速度和與星系中心的距離呈現(xiàn)一定的比例關(guān)系,科學(xué)家們根據(jù)星系中天體的運(yùn)動(dòng)速度,可以推導(dǎo)出星體的總質(zhì)量。而隨后科學(xué)家們在對許多漩渦星系外圍恒星的觀測中發(fā)現(xiàn),其運(yùn)行速度非??欤揽啃窍抵行牡囊⒉蛔阋灾芜@個(gè)旋轉(zhuǎn)速度。
通過上面這3種方式推測出來的目標(biāo)星系質(zhì)量,結(jié)果指向性非常明確和一致,那就是要高于對已知物質(zhì)的質(zhì)量之和,而且要超出一個(gè)數(shù)量級。
二是宇宙微波背景輻射。在宇宙大爆炸理論下,在隨后的幾十萬年中,之前致密高溫的物質(zhì)狀態(tài)因空間的擴(kuò)張,溫度和能量密度都逐漸下降,到目前為止還殘留著3K左右的背景輻射。由于微波背景輻射在宇宙空間中是隨處存在的,不可避免地會受到各種因素的影響,因此其輻射效應(yīng)并非是完全均勻的,而是呈現(xiàn)一定的漲落現(xiàn)象,而且這個(gè)漲落現(xiàn)象帶有明顯的區(qū)域性特征和尺度特征。如果只考慮已知物質(zhì)的影響,那么在某些區(qū)域的微波背景輻射的漲落將完全達(dá)不到觀測結(jié)果,至少存在著幾千上萬倍的誤差,只有一種可能,那就是已知物質(zhì)受到了某種額外的引力勢能加持,并非完全按照線性趨勢的方向發(fā)展。
暗物質(zhì)的特性現(xiàn)代物理科學(xué)認(rèn)為,我們所處的宇宙中存在著四種基本作用力,分別是:強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力、電磁相互作用力、引力。其中,強(qiáng)相互作用力是能夠使質(zhì)子或者中子結(jié)合為原子核的相互作用,是4種基本作用力中最強(qiáng)的一種;弱相互作用力是中子發(fā)生衰變時(shí)產(chǎn)生的作用力;電磁相互作用力是帶電粒子與電磁場的作用以及帶電粒子在電磁場內(nèi)部傳遞時(shí)產(chǎn)生的作用力;引力是兩個(gè)具有質(zhì)量的物體或粒子相互之間的吸引力。在這4種基本作用力中,對我們觀測目標(biāo)物質(zhì)起到重要作用的則是電磁相互作用力,因?yàn)闊o論是摩擦力也好、光線也好,本質(zhì)上都屬于電磁力;而引力則是宇宙中物質(zhì)之間最普遍的作用力。
通過大量的觀測研究,科學(xué)家們認(rèn)為在宇宙空間中廣泛存在著一種非常微小的物質(zhì),不帶有電荷、不發(fā)射電磁波,也不會與電子等微觀粒子發(fā)生任何作用,可以很輕松地穿越電磁場,因而不會被觀測到。但是,這種物質(zhì)卻可以造成引力效應(yīng),使已知宇宙物質(zhì)落入其形成的引力勢井中,從而與萬有引力一起,在一定程度上阻擋了宇宙膨脹效應(yīng)帶來的影響,同時(shí)為星系邊緣星體能夠快速轉(zhuǎn)動(dòng)提供了必要的向心力支持,從而奠定了現(xiàn)有宇宙發(fā)展的演化模型。
根據(jù)科學(xué)家們對宇宙組成物質(zhì)的質(zhì)量分布情況可以看出,普通物質(zhì)(也就是已知物質(zhì))的占比僅有4.9%左右,而暗物質(zhì)所占的比重達(dá)到26.8%,而另外一種推測出來的、能夠推動(dòng)宇宙膨脹起到至關(guān)重要的一種未知因素-暗能量,則占比高達(dá)68%以上。
能否用其它理論替代按照現(xiàn)有對宇宙組成的觀測和研究結(jié)果,有一些科學(xué)家們希望可以通過調(diào)整或者修正現(xiàn)有關(guān)于宇宙演化的模型,來進(jìn)行合理性解釋,繼而否認(rèn)暗物質(zhì)的存在,比如試圖通過修正引力模型來解決,但是卻發(fā)現(xiàn)即使部分解決了引力束縛星體物質(zhì)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)規(guī)律之后,卻帶來了新的更大問題,仍然無法解釋星系團(tuán)的空間尺度、宇宙微波背景輻射的不均勻性、宇宙大爆炸核合成過程、輕元素豐度等問題。
而加入了暗物質(zhì)這個(gè)假設(shè)之后,上述這些問題都可以得到不同程度地解決,雖然推論過程和觀測結(jié)果之間仍然有一些瑕疵。所以,從目前的理論和實(shí)際情況看,我們承認(rèn)暗物質(zhì)是最好的結(jié)果,當(dāng)然不排除可以構(gòu)建一種全新的、不引入暗物質(zhì)的概念即可滿足觀測證據(jù)的宇宙學(xué)模型,而要做到這樣,需要科學(xué)家們的繼續(xù)艱苦努力。