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牛津大学科学家提出暗物质和暗能量可被统一,某种意义上,暗能量并不存在,只是暗物质的内能或热运动,通过热辐射成为背景辐射

已有 760 次阅读 2022-11-20 08:03 |个人分类:暗物质|系统分类:论文交流

1917年,爱因斯坦提出广义相对论导出的一组引力方程式,方程式的结果都预示着宇宙是在做永恒的运动,这个结果与爱因斯坦的宇宙是静止的观点相违背,为了使这个结果能预示宇宙是呈静止状态爱因斯坦又给方程式引入了一个项,这个项称之为的宇宙常数

后来人们经过哈勃空间望远镜观测发现,星系红移大小与星系距离呈比例关系。但却由于多普勒相应的误解而误认为河外星系的视向退行速度与距离成正比,即距离越远,视向速度越大。

然而,种种自然现象、物理实验与天文观测明确表明宇宙并没有不断膨胀。暗能量的概念与构思与不断膨胀的宇宙相关的思想就需要调整。另外,宇宙中充满着暗物质,且其总重量是可见物质的6倍左右,暗物质不仅是一种万有引力物质,也是电场、磁场和引力场的载体。暗物质不仅因本身的热运动而具有大量热能,而且由于是各种场的载体,蓄积了大量的场势能,在这种意义上,暗物质蓄积大量的能量,影响着整个宇宙的运动与演化。

背景辐射无法屏蔽就是一种证明

背景辐射是什么?

1背景辐射来自哪里?

2背景辐射传到哪里去?

3背景辐射传播多久了?

4背景辐射的传播路径?

5背景辐射为什么永远存留在空中?

6波源空间位置能确定吗?

7为什么任何空间,任何时间,任何方向都能接收背景辐射?

传播路径无法确定!

如果不用暗物质,这些问题解决不了!


宇宙微波背景辐射

1934年,托尔曼(Tolman)发现在宇宙中辐射温度的演化里温度会随着时间演化而改变;而光子的频率随时间演化(即宇宙学红移)也会有所不同。但是当两者一起考虑时,也就是讨论光谱时(是频率与温度的函数)两者的变化会抵消掉,也就是黑体辐射的形式会保留下来。

1948年,美国科学家阿尔弗(Ralph Alpher)和赫尔曼(Robert Herman)预言,宇宙大爆炸产生的残系辐射,由于宇宙的膨胀和冷却,它所具有的温度约为绝对零度以上5K

1964年,美国贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊架设了一台喇叭形状的天线,用以接受回声卫星的信号。为了检测这台天线的噪音性能,他们将天线对准天空方向进行测量。在波长为7.35cm的地方一直有一个各向同性的讯号存在,这个信号既没有周日的变化,也没有季节的变化,因而可以判定与地球的公转和自转无关。起初他们怀疑这个信号来源于天线系统本身。1965年初,他们对天线进行了彻底检查,发现天线上有一些鸟屎。清理了天线上的鸟屎后,然而噪声仍然存在,于是他们在《天体物理学报》上以《在4080兆赫上额外天线温度的测量》为题发表论文正式宣布了这个发现。不久狄克、皮伯斯、劳尔和威尔金森在同一杂志上以《宇宙黑体辐射》为标题发表了一篇论文,对这个发现给出了解释,即:这个额外的辐射就是宇宙微波背景辐射。他们认为这些来自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K,并在1965年又订正为3K

微波背景辐射的另一特征是具有极高的各向同性。这具有两方面的含义:小尺度上的各向同性:在小到几十弧分的范围内,辐射强度的起伏小于0.2%大尺度上的各向同性:沿天球各个不同方向,辐射强度的涨落小于0.3%

正反粒子偶极子是电磁场物质,不仅是电磁辐射介质,而且本身也进行着一定的热运动。而这种热运动会产生所谓的宇宙微波背景辐射。只要有正反粒子偶极子的地方就会有这种宇宙微波背景辐射;而这种热运动的程度与正反粒子偶极子的密度和温度相关,密度不同则波长不同。另外,如果是来自宇宙的辐射,那么这种辐射是可以进行电磁屏蔽的,而正反粒子偶极子充满整个宇宙,渗透进任何物质,在任何位置都会进行热运动,因此只有宇宙微波背景辐射无法屏蔽。

预测与验证:

将测试的整个空间进行电磁屏蔽,进行测试,检验是否仍能接收到相同的宇宙微波背景辐射。

随着离地高度的变化,正反粒子偶极子密度会逐渐降低,那么所谓的宇宙微波背景辐射波长将会产生变化。

一下是相关报道:

目前,科学界最主流的标准宇宙学模型,即ΛCDM模型认为,在我们的宇宙中,普通物质(涵盖了所有原子、恒星和星系等)只占据不到5%,剩下的超过95%则由所谓的暗物质暗能量构成。


然而,暗物质和暗能量究竟是什么,当今世上根本没有人知道,真是大写的尴尬。实际上,暗物质和暗能量是科学家为了使当前的天文观测与物理理论自洽而提出的模型。

早在上个世纪三十年代,天文学家就发现银河系恒星的运动不合常理,暗示着额外质量的存在,否则整个星系将分崩离析。随后,越来越多观测证实了这一观点,暗物质的概念应运而生。


暗物质看不见摸不着,不与电磁波发生任何反应,无法被直接探测,但可以凭借引力效应间接判断它们的存在。科学家已经提出多种暗物质候选粒子,并正努力进行探测和验证。


相较之下,暗能量的流行则要迟得多。上个世纪九十年代末,布莱恩·施密特、亚当·里斯和萨尔·玻尔马特三位天文学家通过分析宇宙中Ia型超新星的观测数据,得到一个惊人发现——我们的宇宙不仅在膨胀,膨胀速率还在不断加快。为解释这种匪夷所思的现象,科学家提出了暗能量的概念。


尽管如此,科学家还是有众多谜团尚未解开,包括暗物质和暗能量本身。

最近,牛津大学的科学家杰米·法恩斯(Jamie Farnes)博士等人在一项新研究中提出惊人理论,指出暗物质和暗能量可以被统一,认为它们本质上都是一种负质量流体产生的现象。

WTF,负质量是什么鬼?负质量是理论物理学的一个概念,与我们熟悉的质量相对应。具有负质量的物体会显现某些奇怪的物理特性。比如,你推它,它反而向你靠拢。好吧,反正就是一种不明觉厉的存在。

这项研究还提出,随着宇宙不断膨胀,这种负质量流体会通过所谓创造张量的方式被持续创造,从而保证不被稀释。

值得一提的是,新理论对暗物质晕的行为做出了成功预测。研究人员根据负质量流体的特性进行计算机模拟,预测暗物质晕的形成,结果与望远镜的观测正好一致。


另外,据法恩斯介绍,利用负质量流体将暗物质和暗能量统一起来,似乎能与爱因斯坦的广义相对论很好地相容。不过,法恩斯也表示,他的新理论还有大量理论问题和计算模拟有待进一步解决。

接下里,世界上最大的射电望远镜阵列——平方公里阵列将对这个新理论进行测验。




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