03.03 暗物質真實存在嗎?科學上怎樣探測?

科學黑洞


在上個世紀三十年代荷蘭科學家揚·奧爾特通過對星系中的恆星運動的觀測發現,星系的質量應該比預估還要大得多才能滿足恆星運動的規律。

圖:


揚·奧爾特(1961年)

後來,瑞士天文學家弗裡茨·茲威基在研究后髮座星系團時,推斷出裡面一定有看不見的物質。他利用的是位力定理推斷出來的,這個定理是描述穩定的多自由度體系的總動能和體系的總勢能時間平均之間的數學關係的。

從上面的介紹看出,暗物質只是我們看不見而已,也就是說,它不反射和發出電磁波。但它會與其他物質發生引力作用。通過觀測其他普通物質的運動就會發現它們的存在。

圖:從引力透鏡效應觀測到,星系團CL0024+17內部存在有一個暗物質圈,在這張哈勃太空望遠鏡拍攝的照片裡以藍色顯示出來。

目前天文學家通過引力透鏡效應、宇宙中大尺度結構的形成、微波背景輻射等方法觀測暗物質。科學家通過2009年發射的普朗克衛星發現:整個宇宙的構成中,常規物質佔4.9%,暗物質佔26.8%,暗能量佔68.3%。

圖:普朗克衛星

暗物質及暗能量離我們並不遠,它就在我們周邊,只是以目前的手段難以發現他們而已。第一種被發現的、可能是暗物質的是中微子。它是電中性的一種輕子,不參與電磁相互作用和強相互作用,它的質量不到電子質量的百萬分之一。它穿透地球如同穿過真空一樣。每分鐘都有上億的從太陽出發的中微子穿過我們的身體,無論你躲在哪裡都一樣。

圖:被暗物質包圍的地球想象圖

發現它也是大費周章,1930年時,泡利為了解釋β衰變中能量不守恆的現象就提出了可能存在著一種沒有被發現的粒子。他將這種粒子命名為“中微子”(開始用的是中子這個名字,結果中子被發現後先佔了這個名字)。在隨後的幾年就獲得了物理學界的認可,認為肯定存在著中微子。當時費米認為β衰變可以不遵守能量守恆定律,大科學家也有犯錯的時候啊,當然,他後來放棄了這個想法。

圖:
王淦昌(1907.5.28~1998.12.10),兩彈一星元勳

1942年,我國科學家王淦昌首次提出了利用電子俘獲來觀測中微子的方法。1956年,克萊德·科溫、弗雷德裡克·萊因斯等人在《科學》雜誌中,發表了他們對於中微子的觀測結果,在40年後的1995年,才因此獲得了諾貝爾物理學獎。

1962年,利昂·萊德曼、梅爾文·施瓦茨和傑克·施泰因貝格爾發現了另一種中微子:μ中微子,因此獲得了1988年的諾貝爾物理學獎。

在2000年,費米實驗室發現了預言中的第三種中微子:τ中微子。

當然,還有其他科學家也為此做了相當多的工作,比如1982年,日本物理學家小柴昌俊在一個深達1000米的廢棄的礦井中建造了神岡探測器。可以利用中微子在水中產生的切連科夫輻射來探測中微子。

圖:
神岡探測器模型

1987年2月,大麥哲倫雲中發生了超新星爆發。日本的神岡探測器和美國的霍姆斯特克探測器幾乎同時接收到了來自超新星1987A的19箇中微子,這是人類首次探測到來自太陽系以外的中微子。這也開啟了中微子天文學大門。


講科學堂


原創思想,我覺得形成出我們的這個宇宙,是有著許許多多方面的原因而產生著作用的,宇宙是一個能量性物質性感應性的宇宙,而我們所見得到的或所探測得到的這些物質,可能是與我們同屬一類型性的電子性磁場感應性的物質,所以我們就可以觀察得到或探測得到的這些物質了,而對於我們觀察不到的以及是探測不到的這些物質就是暗物質了。但關於暗物質的描述,只是與引力產生出相應性的,哪暗物質可能只是與引力場有關的了,或者是被引力場而誘發出來的了。因為我覺得質量好象總是始終都保持著這個相應性的平衡性狀態的,否則能量就是不守恆的,而能量守恆性的原因就是始終都保持著這個平衡性的狀態,就是其中之一了,否則能量是沒有的。而宇宙就是什麼也不缺的,而最怕缺的就是物質性的平衡性狀態的不平衡性了。但能量在保持著這個平衡性的狀態時,就會出現時差性的關係,而就有著物質的生生息息的循環性變化了,所以說暗物質就是被誘發出來的了。但至於能否探測找得到暗物質,就不知用何方法的進行去找尋這些看不見摸不著的物質了,而就只好瞎掰的回答到此為止了,以下就交給下面的磚家繼續的討論吧!


踏浪而來37326050


推斷一,光和引力通過真空必須有中介,只有一個因素暗物質粒子,本身含正負電性極低,但運動極快,光子就是暗物質粒子接受太陽能所轉化,只是能量放大才有可見光,粒子大小沒變,所以加強光子研究就是間接研究暗物質。

二,地球磁場把暗物質帶入整個地球內外,包括人,生物,原子內,地核。所以無處不在,從這面研究。

三,原子按現實理論有明顯正電,由原子組成的現實物質都帶正電無平衡,生物還能活嗎?故原子電位和空間不平衡,唯一兇手就是暗物質粒子填充,從這裡研究,故電荷粒子就是暗物質粒子,完全推斷光電同源。就是說磁力繞轉由磁粒子把暗物質粒子送入導體原子內,以致原子電位平衡打破,產生電性粒子流動,這就是電荷本質。


原黃烈平


人類及其人類使用的工具都有本身的感知極限,因此存在於感知極限外的物質大量存在,但是對自然而言,就不存在暗物質概念,怎樣去尋找暗物質或者找來幹什麼用是重要的,牛頓時代對物質的理解是有固有的質和產生力的本能,愛因斯坦時代同樣認為物質有固有屬性存在最小的物質體或能量體,相對論量子力學量子探測就是在這樣的背境下創立地來的,在用質量引力本體論探測天體運行的過程中,很多用質量引力本體論的定律定理公式解釋不了觀測事實,才有暗物質暗能量概念的提出,所以暗物質暗能量是否存在是第一大問題,因為人以及人類使用的工具都有自感極限,所以暗物質暗能量大量存在於正常感知極限外。

那麼尋找暗物質暗能量的目的又是什麼呢?最終目的還是為了認識和理解物質能量的本質和運動演化特性及其規律性,如果用實證檢測方式要達到這樣的目的,按現代的深測冰測空測射電測等等科學實驗裝置,或者粒子碰撞方式等探索路走下去1OO年都沒有結果,為什麼呢?重要的就是對宇宙萬物的本質不理解,對物質能量的本質不理解,根本沒有正確的認知指導思想和正確的認知理論,到今天為止公之於眾的萬物本質論還未面世。很多人認為他們的理論是正確的是全世界最好最正確的,如果按他們的線路走確實如此,是最前沿的,這就是目前的科學裝置和科學心態。本題怎樣去找的問題,現代各國科學家科學裝置各顯神通各走各的路,很難改變這些人的思路和行走路線,如果今天有人說路走錯了只會討罵,即是給他們介紹一條近路,也沒人會相信是真實的,他們會叫你拿能夠通過評審關的論文來發言,否則就是民科偽科學迷信等,這就是現實,這些費力不討好的話還是留在心中自樂吧。從目前探測路數看,所有探測到的都是能量態作用於實體粒子的反映,用這類裝置進行加壓減壓溫控都能發現很多,這樣的探測數據獲取成熟後可開發加密通訊等實用枝術,這是看得見並且快速運用的方式方法,也是成本最低的。這裡說點建意,有關反物質反能量探測最好不要搞,不存在也沒有實用價值。(本文原創,個人研究結論供參考)


宇宙譜


地球人類用五官感知世界,方得知這世界上有景物,顏色,聲音,氣味等,尚若人類少了一官,這一官所能感觸到的物質還會依然存在,但人就感覺不到了,這就是我們這裡所要談的暗物質。這種暗物質莫說在宇宙當中,就是在我們地球上也何止萬千,我們人類就五個器官啊?這五個器官能有多大?別太自信了,作個形象比喻:用五官感受作為基點的現代科學僅僅就像一滴水,而所謂的迷信我們人類還遠遠不能及的那些,才是真正的萬里波濤。

地球人的物理概念,僅能適合於地球,到了宇宙空間就什麼也不是了,地球上的物質條件孕育了地球生靈,而宇宙當中的某個星球上們物質條件也會適合那個星球上的生靈存在,它們不可能也是肉身,也由碳水化合物構成,不可能也用五官觀察世界,他們可能是有形的,也可能是無形的,與地球思維根本就沒有一個共同點?也不會同在一個維次空間,這之中會有低層次的,肯定也有高層次的,有我們能夠掌握控制的,也有在無形中控制我們的。就像我們養在魚缸中的金魚,它們會覺得它們是在自由的存在,而實際卻是在我們人類的掌控之中,這些它們是不會知道的。現在我們人類生活在侷限於我們的維次空間裡,是否也會有更高層維次的靈性在掌控著我們,我們也不知道?但僅在地球上我們人類用感官發現的不解之謎,就會讓我們隱約感覺,是不是真會有一種更高層的暗物質在掌控著我們?可嘆我們的認知還遠達不到那個境界。這麼說也許太虛幻了,會讓地球上充滿自信的人嗤之一鼻。也對,好像這是在痴人說夢,是沒有任何證據而能堅持的觀點,對於別人的反駁意見,我也是能完全接受的。


手機用戶58801659536


愛因斯坦的引力場方程的邏輯是:能動量彎曲↹時空量彎曲,即:T張量↹R張量,T與R互為因果。須知廣義相對論的兩個要點。

①他的彎曲=伸+扭=延伸有散度(▽●)+扭曲有旋度(▽×),套用泊松方程,很投機!

②他的理念:廢棄Λ張量項,徹底否定真空漩渦場,導致宇宙空間只能膨脹,很糟糕!

按物理自洽的邏輯,真空場具有強大收斂性,是抗衡四種基本力的反引力,這就必然推出:

①暗物質,是玻色子,生產真空場,

②明物質,是費米子,生產引力場,

③暗物質的真空場=明物質的引力場;

④玻色子的熵減少=費米子的熵增加。

有主流科學家說,中微子是一種暗物質。我看是概念不清、邏輯不通。如果非得按照廣義相對論,就斷然不可能找到暗物質。

附件:以下摘要我的前文有關真空場的理念與測算,可讓讀者感受暗物質的物理意義。

一,強調幾個重要理念。

(一)天體依靠外部真空場保持自我穩定性。

按照濃度擴散效應與孤立系統熵增加原理,天體作為能量緻密存在形式,本該不斷自發耗散。可是諸如電子、質子、地球、太陽等天體,保持幾十億年以上的穩定性,其根本原因是:天體外空間充滿的宇宙真空場,具有強大的收斂性或熵減性,與天體的發散性或熵增性相抗衡。

(二)不存在絕對的孤立系統,相對的孤立系統的熵增與熵減,皆相反相成同生同滅。

(三)若把宇宙真空場引力叫斥力,那麼萬有引力定律應當修正為萬有引斥力定律。

(四)宇宙真空場的場量子叫虛粒子。我這裡認定:虛粒子就是作為暗物質的引力子。

二,我的簡易引力場方程的推導。

已知:宇宙微波背景輻射就是暗物質,對應引力子或真空漩渦場的場量子。引力子波長在2.725K下有:λ0=7.35cm。可求基準參數:

引力子半徑:r0=λ0/2π=1.17cm。

引力子體積:V0=4.18r0³ =6.7cm³。

引力子質量:

m0=3kT/c²

=3×1.38e-23×2.725/9e16

=1.26e-39kg。

引力子密度:

ρ0=m0/V0=1.9e-32kg/m³。

把萬有引力定律改寫成:

F=Gmm'/R²=G'm/R²=G''/R²。

其中,r是粒子的半徑。

邊界處引力場方程:Fi=mc²/r=G''/r²

有,粒子的引力常數:G''=mc²r,

邊界外引力場方程:F=mc²r/R²。

三,不同天體有不同的引力常數。

天體構造很複雜,所處環境也複雜,他們各自的引力場,不可能有統一的引力常數。

電子的引力常數:G電=mc²r

=9.1e-31×9e18×2.82e-15=2.3e-28,

電子的引力方程:F=2.3e-28/R²。

核子的引力常數:G核=mc²r

=1.66e-27×9e18×2.1e-16=3.1e-25,

核子的引力場方程:F=3.1e-25/R²。

地球的引力常數:G地=(M/m)G核

=(6e24/1.66e-27)×3.1e-25=1.1e27。

地球的引力場方程:F=1.1e27/R²。

太陽的引力常數:G日=(M/m)G核

=(2e30/1.66e-27)×3.1e-25=3.7e32,

太陽的引力場方程:F=3.7e32/R²。

四,不同天體,皆可還原為“源真空體積”。

現在物理大家承認色空亦空,即,實體↹真空。這就間接否定了廣義相對論。

電子的源真空體積:

V'=m/ρ0=9.1e-31/1.9e-32=48m³。

電子的源真空半徑:

R'=0.24V^⅓≈2.28m。

電子半徑:r=2.82e-15m,

電子體積:V=4.18r³=9.37e-44m³。

電子密度:ρ=m/V=9.7kg/m³。

質子的源真空體積:

V=m/ρ0

=1.67e-27/1.9e-32=8.8e4m³,

質子的源真空半徑:

R=0.24V^⅓=12.8m。

質子半徑:r=2.1e-16m。

質子體積:V=4.18r³=3.9e-47m³。

質子密度:ρ=m/V=4.3e19kg/m³。

地球的源真空體積:

V=M/ρ0 =6e24/1.9e-32=3.16e56m³。

地球的源真空半徑:

R=0.24V^⅓ =4.25e18m=447光年。

太陽的源真空體積:

V=M/ρ0= 2e30/1.9e-32=1e62m³。

太陽的源真空半徑:

R=0.24V^⅓ =2.9e20m=3萬光年。

五,天體引力場的有效半徑。

引力場方程F=G''/R²類似y=1/x²。R稍增,F驟降,若R太長,則F可忽略。引力場的勢能簡寫成:E=FR=G''/R,是反比例曲線。兩個方程,皆符合長尾效應的冪律法則。

很難確定R的有效足大值。按氫原子與質子的半徑比,即長尾數量級之比:

η=Ra/Rp

=5.3e-11/2.1e-16=2.5e5=25萬倍。

地球引力場的足大半徑:

R=ηR地

=2.5e5×6.4e6 =1.6e12m=16億千米。

太陽引力場的足大半徑:

R=ηR日

=2.5e5×6.96e8=1.74e14m=0.02光年。

六,天體的引力質量=真空引力場質量。

真空引力場主要集中在“η區”,由此估算宇宙真空場的平均密度,進而估算黑洞質量。

地球η區半徑:

R=ηR地=1.6e12m,

地球η區體積:

V=4.18R³=1.7e37m³

地球η區密度:

ρ=M地/V=3.5-13kg/m³。

太陽η區半徑:

R=ηR日=1.74e14m,

太陽η區體積:

V=4.18R³=2.2e43m³,

太陽η區密度:

ρ=M日/V=9.1e-8kg/m³。

銀河η區鐵餅:三個軸半徑:

a=b=5e16m, c=1e16m。

銀河η區體積:

V=4.18(abc)=1e50m³,

銀河η區密度:

ρ=ρ地=3.5-13kg/m³,

銀河黑洞質量:

M=Vρ≈1750萬個太陽。

主流說法有多種:400萬個~400億個太陽質量,我不知道依據何在,似乎也見證了廣義相對論的不靠譜。


物理新視野


暗物質問題是因星系引力缺損提出的,所以首先需要審視的是引力理論。

根據筆者長期研究宇宙作用力問題發現,宇宙並不需要暗物質。暗物質問題,實際是對宇宙作用力的認識尚處在矇昧狀態造成的。

其實,星系凝聚力並不是由萬有引力造成的,而是由另外一種作用力主導的。星球引力,只是星球剩餘乾性體對周圍空間的極化輻射,由於宇宙空間到處存在著星球的同性乾性輻射,所以這種極化輻射的傳播範圍十分有限。也就是不會超越星球的個體能量層、不會作用於星球之間。

極性對應理論揭示:各個物質層次的各種作用力既能夠跨層次轉移,又存在主導性分工。

1.核子作用力由強核力主導(極性對應學稱為乾坤極性作用力)。主導核子作用力的強力不超越原子核範圍。

2.原子分子之間的作用力由電磁力主導。原子分子個體之間的電磁作用力不超越分子範圍。超越原子分子範圍的電磁作用力則必須要實現集團性融合,才能成為星球層次的電磁場作用力。

3.星球引力,由強力的一個乾性方集團融合所體現的跨層次作用力,是質子核心的乾性體缺少中子坤性體中和而形成的星球級融合乾性作用力。主導星球能量層以內一個層次作用力,其作用力範圍不超越星球個體能量層。

4.星系凝聚力,由原子層次弱力(極性對應學稱之謂坎離極性作用力)的集團性融合產生的跨層次作用力。主導星球之間斥力和大小星系內部的凝聚力。實際由熱性能量的多層次揮發,和坎性凝聚力的輻射性牽制而實現。

暗物質問題,主要是對星球星系作用力的認識缺陷造成。一是認為星球的重力性引力可以以距離平方反比率無限延伸。二是沒有認識到星系的主導性作用力是引力與斥力相對平衡的坎離極性作用力。解開暗物質問題的關鍵,需要對星系作用力加於重新認識。而並不是致力於積極尋找暗物質。

其實,只要認識到核子原子層次有三種力,就可以明白宇宙層次同樣會有三種力。

同時需要認識的是:任何作用力都是可以通過作用力融合、或者通過對應性體的揮發融合,而形成為跨層次作用力的,發源於原子層次的電磁力,通過微觀作用力融合而形成為星球層次的電磁場作用力,就是最好的證據。

其實,星球、星系層次的作用力都是微觀層次的作用力,通過作用力融合而跨層次體現的。

因此,微觀物質有三種作用力,宏觀層次同樣有三種作用力。

再強調一下:星球引力是由強核力的乾性融合而體現的;星球的電磁場作用力,則是原子層次的電磁性作用力融合,而跨層次體現的;被誤解為暗物質作用力的星系凝聚力,則是微觀層次的坎離極性作用力(弱力),通過離熱性能量的跨層次融合、坎性凝聚力的跨層次發生作用而體現的。

由於產生重力的萬有引力不能作用於星球之間,而星球之間沒有絕對引力就沒有慣性作用力。所以,星系的旋轉並不產生慣性作用力。況且,星球本來有坎性凝聚力,所以,足於保障星系不會解體。

那麼,具有巨大質量的星球慣性作用力哪裡去了呢?回答是,被虛空能量體中和了。因為物質的層次越大,能量的揮發融合率越低,能量對質量的中和比例越高,所以,物質大到星系層次,質能的中和率是基本達到平衡的,所以,龐大的銀河級大星系,實際是不表現質量,更不會表現慣性離心力的。

由於許多深層次的理論問題沒有說透,所以有些說法可能難於理解,對此筆者表示歉意。詳細有待極性對應論全文發表。


周慶和1178559755


物質無限可分,作為生物,地球生物屬於宏觀層級,從宏觀分子世界到微觀原子世界、超微觀量子世界,跨越三個物質層級,在這三個層級之下是否還有更微小的世界,人類現有科學技術無法提供可認知的手段,故而,以喑物質、暗能量統稱。探索暗能量,從分子時空逾越原子時空、必須由量子的時空形式起始,但現在量子時空還在是一個測不準的物質"存在",再進一步,無門!暗能量、暗物質還是哲學之問,不具有科學技術性。如果硬要找,大概只能以新粒子的追尋,例如在宇宙空間搜尋“中微子"、"玻色子"之類的路徑可走,但這種搜尋是否仍在量子時空之內,應由物理學家來回答?!


梁文慶2


暗物質應該存在,即使不對也要找下去。通常意義上的暗物質,是指有引力作用無電磁作用的暫時難有手段觀察到的一類物質。比如中微子。但更多意義的是佔宇宙物質90%以上的暗物質。因為暗物質有引力作用,所以星系中測行星與星系中心的引力作用,缺失的質量就由暗物質來補。



有科學家提出暗物質暈的模型如上,比如銀河系的銀盤外圍著一個暗物質球。但根據我的攤煎餅出宇宙理論,這個球狀的暗物質暈不符理論,也不符實際。而是煎餅宇宙外緣暗物質瀰漫。特別是黑洞周圍少。


攤煎餅出宇宙


原創思想,現在對所謂暗物質的猜想完全錯誤,就對質量和引力的貢獻而言,該粒子應該是: 1.具有巨大的質量,約在kg級,2.沒有能量,也不能轉換為能量,3.具有宇宙中最強的相互作用,4.在實驗室裡就可以製造出來,壽命約零點幾秒。所以根據2.,所謂的暗物質粒子不能用能量探測器探測出來,根據3.,在地球上找尋絕對失敗。唯一最靠譜的方法就是在實驗室裡製造。


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