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以太粒子就是暗物质——宇宙演化论

2024-08-28科学

暗物质

暗物质是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质,它可能是宇宙物质的主要组成部分,但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。大量天文学观测中发现的疑似违反牛顿万有引力的现象可以在假设暗物质存在的前提下得到很好的解释。现代天文学通过天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果表明暗物质可能大量存在于星系、星团及宇宙中,其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。

暗物质发现历程

1933年,加州理工大学的瑞士天文学家茨威基在研究星系团时发现了奇怪的现象:外围星系相对于星系团中心的运动速度似乎太快了。星系团是星系的集合体,可以包含数百个明亮的星系,这些星系由共同的引力场束缚。茨威基研究的星系团被称作「后发座星系团」,距离银河系3亿光年。茨威基的同事史密斯用当时世界上最好的望远镜收集了星系团中成员星系的速度。利用引力理论,天文学家可以通过星系的运动速度推断星系团的总质量,星系的运动速度越快,说明束缚它们的引力场越强大,也就意味着星系团的总质量越大。茨威基通过星系速度推断出星系团质量显得太大了,要比星系的质量多出几百倍。茨威基很快将星系团中隐藏的物质命名为「暗物质」。由于缺乏其他的独立观测证据,在之后的三十年里,暗物质的概念不时被人提起,但没有人认真对待。

1960年后,一个证据来自一个旋涡星系。由于长缝光谱仪的发展使得天文学家可以一次拍摄河外星系不同区域的恒星轨道运动速度,也就是所谓的「星系旋转曲线」。与星系团中的星系运动同理,星系中恒星的轨道运动越快,意味着星系质量越大。美国卡内基研究所的鲁宾(Rubin)和福特(Ford)在此后的十年间系统地调查了近邻星系的旋转曲线。研究结果表明所有的旋涡星系外围的恒星似乎都转得太快了,如果星系主要的质量只来自可见物质,那么这些星系外围的恒星应该早已逃逸而去。这些近邻的旋涡星系中至少应该包含比可见物质多6倍的暗物质,才能解释观测的旋转曲线。

有人认为恒星远没有用尽宇宙中的氢氦元素,星系中可能存在大量这样的气体,不少人猜测也许它们的质量足以束缚星系外围的恒星,使得它们在星系中无法逃离出去。然而在20世纪70年代,星系团的观测有了新的进展,人们观测到星系团中的气体。这些气体的温度非常高,这使得它们可以发出X-ray辐射。通过X-ray卫星观测,人们就可以估计星系团中气体的质量,这一质量惊人地达到了恒星质量的5倍。但这些新发现的气体并不能解释消失的质量。事实上,热气体的发现反而加剧了质量缺失问题,因为这些气体温度太高了,如果没有强大的引力势阱束缚,这些气体就会在很短的时间里从星系团中逃逸殆尽。束缚这些气体所需要的物质量,又是这些热气体质量的10倍左右。

科学家利用引力透镜计算星系的总质量,称之为引力质量,估算星系中发光物质的质量,称为光度质量。结论是宇宙中大多数星系的引力质量远大于光度质量,与平均值相差9倍,这也证明了星系团中大部分物质是不可见的,但也有引力。

而且通过一些早期的测量,我们发现银河系总质量的78%以上是由暗物质组成的。

大量观测事实证明宇宙中存在丢失质量,这是暗物质存在的一个关键证据,也是最早发现暗物质的一个证据。

中微子

中微子,又译作微中子,是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一,常用符号希腊字母 ν 表示。

中微子个头小、不带电,可自由穿过地球,在自然界广泛存在。太阳内部核反应产生大量中微子,每秒钟通过我们眼睛的中微子数以十亿计。自旋为1/2,质量非常轻(小于电子的百万分之一),以接近光速甚至超过光速运动,与其他物质的相互作用十分微弱,号称宇宙间的「隐身人」、「幽灵粒子」。科学界从预言它的存在到发现它,用了20多年的时间。

中微子就是以太粒子,只不过中微子是高速运动的以太粒子,而宇宙空间中低速运动和接近绝对静止状态的以太粒子要比高速运动的以太粒子(中微子)多得多。

中微子的发现实际上补上了宇宙空间中充满了以太粒子的这块拼图。

以太粒子不带电,几乎不发生电磁相互作用,而以太粒子具有质量,发生引力作用,可以认为以太粒子这种「幽灵粒子」就是暗物质。显然宇宙中以太粒子的总质量要比可见物质的总质量大得多。

暗物质的本质

有假说认为暗物质是由「惰性中微子」组成,实际上暗物质就是低速运动和接近绝对静止状态的以太粒子和高速运动的以太粒子(中微子)。即暗物质就是以太粒子。

电中性的以太粒子之间,以太粒子与电子、质子、中子之间发生的是以太力作用。这种力很微弱,就像电中性的原子之间发生的力作用。

以太力作用产生光波,就像电磁力作用产生声波和水波。

因为以太粒子在星系和星系团中总的质量巨大,所以产生了很大的引力作用,提供了可见物质以外的引力作用。

宇宙由两部分组成:以太(暗物质)和可见物质。

可见物质是由暗物质以太粒子在暗物质旋涡(以太旋涡)——类星体中演化出来的。

宇宙微波背景辐射就是接近绝对静止状态的以太粒子产生的;类星体、星系和星系团中充满低速运动的以太粒子;中微子就是高速运动的以太粒子。它们构成了宇宙中的暗物质。

类星体、星系和星系团中以太粒子的密度大于其它宇宙空间中以太粒子的密度,因为以太粒子是光的传播介质,所以类星体、星系和星系团中的光速要大于其它宇宙空间中的光速。同时,类星体、星系和星系团中光的红移量要大于其它宇宙空间中光的红移量。

旋涡星系中的以太粒子(暗物质)与星系在宇宙中共同运动,产生引力。

这是因为引力是动量之间的相互作用产生,而不是牛顿万有引力理论的质量之间的相互作用产生的。

我的万有力公式:

F=cosaLm1v1m2v2/R^2,L为万有力常数,m1、m2为两个物体的质量,v1、v2为两个物体速度(这里是绝对速度,不是爱因斯坦相对论的相对速度),cosa是两个运动物体速度之间夹角的余弦。a小于90度时,两个运动物体同向运动相互吸引;a等于90度时,两个运动物体垂直运动互不影响;a大于90度时,两个运动物体反向运动相互排斥。比牛顿的万有引力公式(F=Gm1m2/R^2)多了两个物体的速度,牛顿认为万有引力是两个物体的质量m产生的,而我认为是两个物体的动量mv产生的。

目前太阳系在宇宙中的绝对运动速度方向是指向狮子座方向,与宝瓶座方向相反。宝瓶座和狮子座是180度的对宫位置。

如果银河系奔向巨引源狮子座方向速度为1000Km/s,太阳系围绕银河系中心公转速度220Km/s(方向为宝瓶座方向,宝瓶座和狮子座是180度的对宫位置,方向相反),那么太阳在宇宙中的绝对运动速度是780Km/s。

a小于90度时,cosa为正数,两个运动物体同向运动相互吸引,这就是万有引力;a等于90度时,cosa为零,两个运动物体垂直运动互不影响,这就是不引不斥力(即力为零);a大于90度时,cosa为负数,两个运动物体反向运动相互排斥,这就是万有斥力。

正是旋涡星系中与星系在宇宙中共同运动的以太粒子(暗物质)提供了比可见物质大得多的引力。

为什么旋涡星系中的以太粒子与星系共同运动呢?这是因为旋涡星系就是以太旋涡,而可见物质就是在这个旋涡中由以太粒子演化出来的,因此,旋涡星系中的以太粒子与可见物质共同构成了旋涡星系,共同运动。

星系团中的以太粒子(暗物质)与星系团在宇宙中共同运动,正是星系团中与星系在宇宙中共同运动的以太粒子(暗物质)提供了比星系大得多的引力。

因为星系团是由星系和以太粒子(暗物质)组成的自引力束缚体系,所以,星系团中的以太粒子(暗物质)也与星系团在宇宙中共同运动。

至此,暗物质的问题解开了。

▲旋涡星系——以太旋涡

▲室女座星系团

暗物质这个问题特别复杂,它涉及到统一所有力的万有理论,涉及到宇宙的演化。因为我统一了所有力,推翻了牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦,所以,我才能解开暗物质这个谜团。除了我,其他人是解不开的。