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解密暗物质191-基于暗物质正反粒子偶极子理论的宇宙模型论证-引力红移

已有 141 次阅读 2024-3-16 06:15 |个人分类:我独醉|系统分类:科研笔记

只要能发现暗物质和场物质都是由正反粒子偶极子组成,你就能揭开物理学和天文学重大问题的谜底

引力红移

引力红移,是强引力场中天体发射的电磁波波长变长的现象。广义相对论认为当从远离引力场的地方观测时,处在引力场中的辐射源发射出来的谱线,其波长会变长一些,也就是红移。只有在引力场特别强的情况下,引力造成的红移量才能被检测出来。引力红移现象首先在引力场很强的白矮星(因为白矮星表面的引力较强)上检测出来。

在爱因斯坦完成广义相对论之前,他就已经得出引力将会影响光波频率和波长的结论。由于引力的作用,当向上行进远离地表的时候光波会损失一部分能量,从而波长变长,频率下降。但是由于地球引力不是很强,这个效应并不明显。直到1960年,哈佛大学的庞德、雷布卡和斯奈德采用穆斯堡尔效应的实验方法,测量由地面上高度相差22.6米的两点之间引力势的微小差别所造成的谱线频率的移动,定量地验证了引力红移。结果表明实验值与理论值完全符合。

为了测量这种光波频率的细微改变,物理学家们必须找到一个频率能够被非常精确地测定的电磁波辐射源。直到1959年穆斯堡尔效应被发现,实验的条件才具备。这种效应是由德国海德堡(Heidelberg)普朗克研究所(Max Planck Institute)的穆斯堡尔发现的。穆斯堡尔发现,如果辐射伽马射线的原子核是包含在一块高质量晶体内的大量原子核中的一个,那么每一次辐射出来的伽马射线的能量几乎完全相同。辐射出来的伽马射线可以被另外一个处于基态的同一种原子核吸收,但是这种情况只有在辐射伽马射线的原子核和吸收伽马射线的原子核之间没有相对运动的时候才有可能发生。由于存在多普勒效应,任何相对运动意味着会导致光波的频率改变,从而不能被同一种的另一个原子核吸收。

庞德等人在哈佛大学的杰弗逊物理实验室(Jefferson Physical Laboratory)的塔顶,距离地面74英尺的高度,放置了这样的一个伽马射线辐射源,并在地面设置了探测器。他们将辐射源上下轻轻地晃动,同时记录探测器测得的信号的强度。通过这种办法,他们可以确定为了补偿引力造成的频率改变所需要的相对速度差,确定了相对速度差就可以知道频率改变了多少。

然后,他们将整个实验装置反过来,辐射源放置在地表,而探测器放在塔顶,并测量频率的改变。结合上下两个方向的实验数据,他们可以消除由几个不同因素造成的实验误差。上下两个方向的实验测量结果之间的差别很小,如果把光波原来的频率分成均匀的1015份,频率的改变仅相当于占了其中的几份而已。但是这已经足够了,正是这个微小的差别体现了纯粹由引力造成的差别,这个实验在10%的精度内验证了爱因斯坦的理论预言。到1964年的时候,他们又改进了这个实验,使得理论和实验在1%的精度之内吻合。

多普勒效应为红移与阻尼相关,阻尼越大红移越显著。因此光在宇宙中传播一般是红移与传播阻尼成正比,而经过比较大的星系或多个星系,暗物质大量堆积。由于暗物质高度密集,使其暗物质振荡受到极大约束,阻尼显著提高,因此星系红移更加显著。

总之,引力红移是多普勒效应衰减频移而非速度频移,更不是所谓的引力直接造成的频移。当阻尼一定时,衰减频移与距离成正比;距离一定时,衰减频移与阻尼成正比。显态粒子是质量分布对称性破缺粒子,会诱导场态粒子出现质量分布对称性破缺,进而使场态粒子密度梯度分布。离星体越近场态粒子密度越高。由于引力巨大天体场态粒子密度显著升高,阻尼也显著提高,因此出现显著的引力红移效应

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