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暗物质和暗能量的实质  

2010-01-04 15:24:56|  分类: 科学探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者  李新民

     21世纪科学最大的谜题是什么?2005年10月24日下午,著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者李政道来到清华大学大礼堂,参加纪念中国博士后流动站成立二十周年清华大学庆祝活动,并在会上发表演讲,向与会的千余名博士后阐述他对20、21世纪科学最大的谜的见解, 暗物质和暗能量是世纪谜题。李政道在演讲中指出,21世纪初科学最大的谜是暗物质和暗能量。它们的存在,向全世界年轻的科学家提出了挑战。暗物质存在于人类已知的物质之外,人们目前知道它的存在,但不知道它是什么,它的构成也和人类已知的物质不同。在宇宙中,暗物质的能量是人类已知物质的能量的5倍以上。暗能量更是奇怪,以人类已知的核反应为例,反应前后的物质有少量的质量差,这个差异转化成了巨大的能量。暗能量却可以使物质的质量全部消失,完全转化为能量。宇宙中的暗能量是已知物质能量的14倍以上。

 

一暗物质是什么?

      宇宙中物质是永恒不变的,组成物质的基本粒子也是不变的。宇宙有多大,是120亿年吗?光能膨胀120亿年不衰减完而被我们地球人扑捉到到,这是完全不可能的。从某星体发出的很高强度或很高能量密度的热和光等能量,不可能传播了120亿年或者几亿年也行还在不停的乱窜,这是造成宇宙中有绝对多的暗物质的原因。光是膨胀的,它的膨胀时间膨胀距离都是有限的,一瞬间发出的光束转眼间就不见了,传播不了多么远的距离;只有光源不停的发光才能将光膨胀(传播)更远。高频率高能量密度的光比低频率低能量密度的光速度更快,传播时间更短,热水比冷水冻的快就是这个道理。光是由光能量子膨胀运动的,后发出的光子不断的膨胀前面先发出的光子,使运动不断的进行下去。当光子膨胀到一定的体积,能量密度达到宇宙微波背景能量密度时,光子变成微波能量子,光传播变成微波辐射。所以我们从地球接收的光和电磁波是宇宙物质或星体发出的光和电磁波极少部分,有非常多星体的光是达到不了我们地球的,是我根本接收不到的。这就是说暗物质是我们没有看到的宇宙物质,也是我们无法看到和测量到的物质。

        暗物质是根据万有引力缺失和引力透镜推想出来的物质,一方面。我们观测不到有很多物质就在我们不远处,由于它们以微弱的光和热辐射向外传播,我们根本观测不到它们的存在。另一方面,万有引力的作用距离是有限的,有很多物质的万有引力是到达不了我们地球的,这也是造成引力缺失的一个原因。引力透镜是一种观测假象,一条光线经过某星系,这条光线会被此星系发出的光膨胀成弯曲的光线,从而形成引力透镜象。 

二 暗能量是什么?

     现在科学界将暗能量用来抵抗引力和解释宇宙加速膨胀,并认为暗能量它是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量,宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量的斥力和万有引力来推动的。之所以暗能量具有如此大的力量,是因为它在宇宙的结构中约占73%,占绝对统治地位。暗能量是近年宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要证据是对遥远的超新星所进行的大量观测表明,宇宙在加速膨胀。 暗能量究竟是一种什么样的物质?长期以来,这些问题一直困扰着世界各国的科学们。丹麦哥本哈根大学的科学家们最近公布了他们的研究成果,认为宇宙暗能量事实上很可能就是"真空"。

      宇宙真空存在有三种能量:1物质释放的能量(动能量),2宇宙微波背景辐射能量,3没有温度和频率的基态能量。动能量膨胀产生动能量空间斥力,物质吸收基态能量产生基态能量空间收缩力(包括万有引力)。科学指的暗能量具有和动能量一样的膨胀性,这样的暗能量是不存在的。谱线红移并不代表宇宙在加速膨胀,任何从物质发出的光线都是红移的,波长是被拉长的,频率逐渐降低的。宇宙的运动是和谐的,各系统物质都在一个动态平衡中运动着,当某恒星内部物质释放的能量密度相当大时,恒星物质结构抵抗不了内部能量的膨胀,大量的能量喷发出来,使系统动态平衡暂时破坏,不久系统会恢复新的平衡。膨胀是局部和暂时的,宇宙整体不存在膨胀,那个膨胀宇宙的暗能量是不存在的。真空就是能量的海洋,是宇宙微波背景能量和基态能量重叠在一起的能量海洋,物质在能量的海洋中漂移。在这个能量的海洋中存在有不同能量密度,频率和温度的热辐射,光和电磁波等动能量。星系在能量的海洋中运动会留下热辐射的“足迹”,宇宙微波背景辐射微小的涨落就是它留下的热痕迹。基态能量是不同于科学寻找的暗能量,但是它确实是暗的能量,基态能量既没有温度也没有频率,只有从引力才能表现出来。

       现代宇宙学和天文观测存在许多盲区和认识错误,星体的质量,发光度和距离都是根据光信号的强弱和引力方程推算出来的。例如,一个100W的灯泡在100米光的强度减弱多少,这完全是经验,没有经验根本无法判断它的距离。最根本最本质的错误是将光看成是可以在宇宙空间中永远运动下去的,不管这束光是从多么远的物质辐射出来的。

 

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