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暗物质被彻底颠覆,原因是什么?科学家们也不敢说自己很了解它

作者:玄铁说

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暗物质被彻底颠覆,原因是什么?科学家们也不敢说自己很了解它

文|赵金剑

编辑|t

引言

暗物质,本世纪最大的难题。有人说,一个看不见摸不到的东西,你怎么说它都可以。但实际上并非如此。

从1922年,相关的概念被提出之后,经过一百年的探索,科学家们已经基本可以确定宇宙并非我们看起来那么空旷,暗物质存在的可能性越来越大。

然而最近的一些研究,或正颠覆之前的认知。这一切,只是因为没有人对暗物质有深刻的理解。

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(暗物质假想图)

一、何为暗物质?

暗物质并非是“黑暗的物质”,它是一种以我们现在的手段和认知难以发现的物质。这也就是说,可能暗物质也发光,也有温度,只是我们感觉不到也探索不到。

暗物质最早被发现,是因为科学家计算出来的宇宙的质量和宇宙实际观测出来的质量相差太多。

举个例子,以前科学家观测计算出来宇宙的质量是15克,当真正去研究宇宙,研判宇宙质量的时候,他们惊讶的发现,宇宙的质量竟然是100g。

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(宇宙)

这中间多达85%的成分是什么?于是就有科学家提出了假说——看不见的物质。

这和当初的黑洞研究过程类似。黑洞理论刚提出的时候,科学家为其取名为“暗星”,就是一种“看不见的星球”。直到本世纪,黑洞的存在才逐渐被证实。

因此,我们还是要以一个包容的心态来看待这些我们现在难以理解的理论。它很有可能就是真的,也很有可能会对我们未来的生活有巨大的作用。

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(暗物质假想图)

如果暗物质真实存在的话,它可能会成为宇宙中无处不在的能源,就很有可能为人类在千万年之后的星际航行和星际移民提供动力来源。

不过还是要承认,暗物质不同于已经略有探索成就的“反物质”,迄今为止它们的存在,还只是停留在理论阶段。

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(暗物质假想图)

二、神秘的暗物质

“一种人类以现有手段无法探索的物质”,这本身就意味着暗物质注定是神秘的。

但它的神秘之处还不止于此。

由于暗物质的研究过程中和理论形式同“黑洞”的差不多,所以就有科学家认为,暗物质应该更多的在黑洞周围,甚至有可能,黑洞的本质就是暗物质。

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(黑洞假想图)

应该都知道,黑洞之所以可以吞噬一切,可以“潮汐瓦解”,是因为它的质量、密度太大,所以引力很大。

可是否思考过,黑洞引力来源的本质是什么呢?凭什么质量大引力就大呢?这里并非质疑经典力学,而是在提问“本质”。

有科学认为,黑洞的引力,实际上就来源其周围的暗物质“集群”,他们还给这个集群取名为“暗物质晕”。

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(黑洞与暗物质)

如果是这样的话,那么可能意味着,质量的来源并不是“上帝粒子”,而是来源于暗物质。

上帝粒子又叫做“希格斯粒子”,现代量子力学认为,质量的本质,就是希格斯粒子给的。因为它对于整个宇宙来说很重要,所以别称“上帝粒子”。

质量和引力都源于暗物质,这可能吗?实际上是有可能的,毕竟以现在的情况来看,暗物质的数量要比正常物质的数量大太多了。

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(“可见物质”)

这就好比我们人类虽然生活在地球,但是我们对地球的大海、地底的探索,只迈出了一小步而已。下面有什么,我们可以推测出来,但归根结底,我们没有真正去看一眼。

倘若确实如此,那暗物质的存在,它很有可能会颠覆现代物理。

由暗物质发出的能量,人类现如今也是探测不到的,其被称为“暗能量”。

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(暗能量假想图)

一些计算模型认为,暗能量应该占整个宇宙总能量的67%。这么庞大的能量,如果我们可以利用,就用不到“戴森球”了。

第三点,就是暗物质的发现,可能会毁灭人类。

物理学四大神兽之一,薛定谔的猫。就是把微观现象宏观化。猫这个模型就是微观粒子,在没有观测的时候,它就是“既死又活”的“叠加态”,简单来说就是我们也不知道这个粒子,是跑呢?还是在跳呢?还是一动不动呢?

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(薛定谔的猫)

当有人观测的时候,这个微观粒子就会稳定下来,不再会是“又死又活”或者“又跑又跳”的,让人难以理解的奇怪的状态,而是趋于稳定。这个过程,叫做“坍缩”。

听这个描述,就觉得很难理解,难理解就对了,这就是量子力学,越难理解就越量子力学。

暗物质可能也是这样。如果有一天,人类参透暗物质,那一刻,暗物质就会“坍缩”,变成我们可以看见的模样。

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(微观粒子假想图)

到时候那个参透暗物质的人,他观测哪里,哪里的暗物质就会坍缩,凭空出现一块“大岩石”都是有可能的。届时,人类可能会被坍缩的暗物质包围,最后可能就会走向灭亡。

三、暗物质可能被颠覆

说完暗物质存在的可能,再说暗物质不存在的可能。

有科学家说过,谁要是说他精通、理解量子力学,他一定是个外行,他一定不懂量子力学。

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(微观粒子)

因为量子力学本身就是以人类的水平无法理解的东西。

暗物质也有类似的说法,如果有人说他理解暗物质,可能他根本就不懂什么是暗物质。

不过暗物质并不像微观粒子一样,是因为动作状态“奇怪”而难以被理解,而是因为我们观测不到它。

一个你没有见过的人,你又怎么说自己会了解他呢?你甚至不知道那个名字的背后是男是女。

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(微观粒子)

对暗物质理解最难的就是,它到底存不存在,我们都不知道。

有一类学说认为,暗物质不存在,也不对外释放“暗能量”。

不过,这种学说并没有否定暗能量的存在。只是说“暗物质”存在的形势实际上是“暗能量”,即是一种能量而不是物质。

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(“能量”)

这种暗能量,被认为是一种普遍存在于宇宙空间的,甚至可能像空气一样充满一个空间,并且是具有“负压强”的能量。

学者认为正是这种能量,产生了“哈勃红移”的现象。

哈勃红移,简单来说就是经过观察,宇宙中所有的星球在产生了肉眼看不到的“红光”,而这种红色的光芒,是因为星球离我们越来越远。

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(哈勃红移)

这不是假说,这是确实存在的天文现象。所以也有人推测,若干年之后,我们的后代抬头在夜空里是一颗星星都找不到的。

在NASA公布的一些数据来看,他们更倾向于“暗物质”是由“暗能量”主导的说法。认为宇宙之中只有5%的物质是可见的,剩下的95%是暗能量。

如果是这样的话,原有的暗物质的假说就被颠覆了,暗物质的存在也被颠覆了。

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(暗能量假想图)

找不到“暗物质”可能是我们的路线错了。因为它本身不是“像石头一样的物质”,而是“像化学能一样的能量”。

接下来,就看看相关的探索,会不会突破了。对于暗物质和暗能量,你又是怎么看待的呢?

暗物质被彻底颠覆,原因是什么?科学家们也不敢说自己很了解它

(暗物质学说)

参考资料

晁伟,王力.暗物质研究进展[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2022,52(07):39-54.

杨金民.暗物质之谜[J].物理教学,2011,33(08):2-3.

王晓涛,卡蒂·马克.撕裂宇宙的暗能量[J].世界科学,2021(12):8-12.

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