话说“暗物质”

水如空

　　话说“暗物质”

　　科学这个东西很深奥，不过却并不是科学家的专利。作为普通民众，多少了解一点儿终归只有好处而没有坏处。


　　这里就说说有关科学的一个热门话题：暗物质与暗能量。


　　暗物质与暗能量，被称为21世纪笼罩在科学界的“两朵乌云”，也即意味着，如果该问题最终得到解决，物理学乃至整个科学界必将迎来理论的全面革新甚至是革命性的突破。


　　那么，究竟什么是暗物质和暗能量呢？


　　20世纪30年代，科学家们通过研究天体之间的关系发现，现有的可见的天体之间的引力作用根本无法解释诸星系之间的运动关系，也即可见的星系的质量根本无法产生如此巨大的引力。比如，根据牛顿万有引力计算，太阳围绕银河系中心的运行速度应该在每秒160千米左右，然而，科学家们实际观测到的运行速度达到了每秒240千米。由于银河系可见星体的引力不够，所以以这样的速度，太阳应该直接被其自身产生的离心力“甩”出去才对。如果要把太阳“拉”住，就必须加入比现有宇这宙可见物质多得多的物质，才能够产生足够大的引力。而这些物质根本无法看见，所以被称为“暗物质”。后来更多的科学家加入到暗物质的研究之中，通过计算，甚至得出了暗物质很可能占有宇宙所有物质总量的95%的结论。


　　同样是根据牛顿的万有引力定律，由于整个宇宙中有着如此众多的星体，而如此众多的星体之间自然会形成强大的引力作用；那么，在如此强大的引力作用下，宇宙大爆炸（此亦是假说）所造成的宇宙膨胀速度应该逐渐减慢才对。然而20世纪90年代，科学家们通过观测居然发现，现有的宇宙膨胀的速度非但没有减慢，而是有着逐步加快的趋势。我们知道，汽车要加速就必须得踩油门，同样，宇宙膨胀要加速也得增加动力才对。那么，这种促进宇宙加速的能量又来自何方呢？对不起，科学家们仍然没有发现，所以他们把这种能量称之为“暗能量”，而且同样是通过计算，他们得出了暗能量占宇宙能量73%的结论。


　　可是暗物质和暗能量究竟在哪里呢？这可实在难坏了各国的科学家们。原因很简单，既然是“暗”物质，那就是不会发光的；既然是“暗”能量，那就是不会被探测到的。这基本就像某些信徒脑子里的教主一样，看不见摸不着，除了他自己口口声声说存在，根本就没有办法向他人证明。为了寻找暗物质和暗能量，科学们可谓煞费苦心。一般来说，寻找方法主要有三种：制造加速器、进行空间探测和进行地下探测。关于加速器，在中国就有著名北京正负电子对撞机和兰州重离子加速器；关于空间探测，中国则有世界最大的位于贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜（FAST）；关于地下探测，中国则有四川雅砻江锦屏水电站地下2500米处的中国锦屏地下实验室。可以说，类似的研究，中国虽不是走在世界前列，但至少也已不再屈居人后。


　　可是，暗物质和暗能量究竟在哪里？全世界的科学家们都是孜孜以求，都在翘首企盼，可是暗物质和暗能量却仍然蒙着神秘的面纱，绝不肯轻易以真面目示人。


　　就在全世界的顶级科学家们忙得正欢的时候，2016年，瑞士的科学家安德烈•梅德却抛出一枚重磅炸弹，他根据爱因斯坦的“宇宙常数”计算得出，即使不加入暗物质和暗能量，现有的宇宙秩序仍然可以成立，这一理论的基础便是“真空的尺度不变性”。简而言之，也即无论扩张或收缩，真空及其属性保持不变。这个东西我们理解起来多少有点儿困难，不妨举个很不恰当的例子：一团面蒸熟后变成馒头，尽管体积变大了，但根据物质守恒定律，其物质本身并没有增加，我们不能因此就判断那些增加的体积就是由于看不见的“暗物质”。 安德烈•梅德通过研究进一步发现，这种常数不仅存在于宇宙之中，也存在于电磁之中。


　　问题是，他的理论是否就是终极“真理”呢？


　　没有哪个科学家敢于肯定，也没有谁敢于否定。他们还在等着更多的计算结果和更多的观察发现。


　　就在2017年11月，中国的暗物质粒子探测卫星“悟空”号在探索过程中发现了一种新的高能量粒子，其速度接近光速，只比光速慢了十万亿分之一，且距离地球很近。这一发现，为宇宙中的暗物质存在，在一定程度上提供了新的证据。也就是说，暗物质可能真的是一种客观存在？只是我们暂时还没有发现而已？


　　当然，这绝不可能是本文可能给出的答案。读到此处，可能有人会暗暗发出哂笑了：说了这么一大堆，肯定也查阅了不少资料，也花费了不少时间，可是最后却没有一个结论，那么写这么多废话又有什么意义呢？


　　这样提问，还不如向那些全世界顶级的科学家提问：你们花费了那么多时间、精力，乃至多如天文数字的金钱，却只能做出一些似是而非或并不完美的结论，又有什么意义呢？科学的进步是怎样影响着我们的生活，又怎样影响着人们的未来，想必每个人都可以看得到，乃至感觉得到。而我们的科学，正是在这样一次又一次的假设、求证、肯定或扬弃中前进着。正如安德烈•梅德所说：“没有什么能想当然，无论经验、观测或是人类的理智”。问题的逐步解决是科学家们的事，但对于普通民众，能做的只有对一般的科学知识多一些了解，多一些关注，少一些自以为是，少一些想当然，如此方是“遵循了科学精神”，方可以避免一脚走出“封建迷信”的泥淖，又一脚踏入“科学迷信”的怪圈。

槐安.

这很学术的。前儿我终于下了杀手锏。问那位沉迷量子力学的老兄一个血淋淋的问题：你是信奉GC主义还是量子力学？估计身为国家高级干部的老兄，想撕了我的心都有了

我是这样认为的，不该沉迷，过度信赖一种科学，一种概念。科研的精神不是来证明已有的理论体系多么完善多么坚固，而恰恰相反是打破它，追求更科学的更接近正确的。
小狐说小狐话，反正就这点认识了。

草舍煮字

说几句煞风景的话，权当笑谈哈。
我小学时代对理科的兴趣来自《十万个为什么》，但即使是这么通俗的科普读物，还是有很多内容需要掌握初高中数理化知识，才能读懂。水先生这篇科普文章来自科技前沿，要读懂恐怕掌握更高深的天文物理知识。
一般读者读不懂，云里雾里还要相信它，算不算迷信科学呢？

an安

蚂蚁蜘蛛蚊子在用自己的视角判断世间的各种存在，鸡鸭鹅狗猫也在用自己的视角做出判断。他们中，必有一个翘楚，见多识广，值得信服，但让喜鹊乌鸦听了，又觉得幼稚了。无所谓迷信什么吧，有多大能耐办多大事儿而已。
不过迷信可是真害人啊，呼兰河传里那团圆媳妇，被活活迷信死了，无论科学、封建、宗教，迷信什么都容易导致人精神上的麻木和错乱。
从几千年前的易经到人类未知的暗物质，前知几千年，后知几千载，我非常纳闷：你是多么的孤独。

微风轻拂

暗物质肯定有，有可能爆炸一瞬间存在。但有没有暗物质组成的世界，这就很难说了

芒乡化十龙

这类作品第一次品读！
祝安！远握！

时光安然

这个太高深了，我需好好琢磨琢磨。

秋實

       如空小心！科学，尤其是尖端科学，要比易经更容易使人走火入魔！
       地球是我们赖以生存的家园，对地球我们都很熟悉。地球表面的物质都知道：“ 三山、六水、一分田 ” 。而宇宙中的物质也和地球表面的物质类似：“暗物质26.8%，暗能量68.3%，重子物质4.9%”，也就说宇宙中，我们能看见的物质，仅占物质总量的4.9%。其余85.1%的物质是看不见摸不着的。因为他们的个体实在是太小了，比电子光子还要小，小到能够穿透电磁波和引力场，恒星发出的光线都不能照亮他们。
       我原来也是天文、物理科学的痴迷者。因差点走火入魔，被迫放弃了。

秋實

顺便给如空提一个建议，下一篇文章请写一下 “ 宇宙外面的世界是个什么样子 ” ？ 或者 “ 宇宙身在何处 ” ？

秋實

再下一篇可写：“一条直线无限延长，超出宇宙的部分到哪里去了”？

幸福小草

如空这又钻研上“暗物质”这门科学了。这些问题好高深，咋理解不了。就看看文章！

阳光笑靥

好深奥啊，看来一时半会儿是搞不明白了

水如空

槐安. 发表于 2017-12-2 21:50
这很学术的。前儿我终于下了杀手锏。问那位沉迷量子力学的老兄一个血淋淋的问题：你是信奉GC主义还是量子力 ...

说得正确。重要的是一种“科学精神”，而不是“科学”本身。因为科学是始终向前发展的。今天的真理，可能就是明天的谬误。

水如空

草舍煮字 发表于 2017-12-2 22:51
说几句煞风景的话，权当笑谈哈。
我小学时代对理科的兴趣来自《十万个为什么》，但即使是这么通俗的科普读 ...

这个东西肯定是前沿，但我写的只是简介，前沿不是咱们能混得进去的。
你说的一点儿没错，不懂，却还要相信，就是“迷信”。对于迷信是如此，对于科学亦是如此。

水如空

an安 发表于 2017-12-3 06:28
蚂蚁蜘蛛蚊子在用自己的视角判断世间的各种存在，鸡鸭鹅狗猫也在用自己的视角做出判断。他们中，必有一个翘 ...

这个有点不同：动物的认识只是“认识”，而人类的认识却可以改变人类的生活，甚至人类的终极命运。
我又不是姜子牙，哪有前知几百年后知几百载的本事，只是寻章摘句，拾人牙慧而已。其实不孤独，只是没有更多交流的时间。现在的网上，有各种各样的群体，只要找，终究可以找到同好。只是目前我还没找到而已