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對於「暗物質」有哪些解釋?

2022-11-23科學

這類問題科學家尚未取得一致看法,無此類問題科學的標準答案,就是可能的答案也沒有。

就目前的觀測而言,暗物質有三種存在型式:

1.旋轉星系外圍懸臂間的暗物質

隨著人類探測技術的進步,懸臂間大量不發光可見物質逐漸被發現,如死亡行星,小型黑洞等,以及旋轉星系盤面上下半球區域記憶體在的原子性氣體等。

更為重要的是隨著探測技術的進步,旋轉星系內可觀測恒星數量越來越多。以銀河系為例,最早科學家透過測算得出只有1000億太陽質素,隨後又增長為4000億太陽質素,蓋亞衛星給出的最新測算結果是1.6億太陽質素。

2.宇宙大爆炸初期的暗物質

這些暗物質是最近十幾年才出現的,從2011年諾貝爾獎頒發個三位發現「宇宙加速膨脹」的科學家始,暗能量正式被接納為「科學」概念。在此之前的十多年間暗能量一直都被認為是反科學的概念,遭到宇宙大爆炸理論的反對。

因為宇宙大爆炸理論需要一個減速膨脹的宇宙,才能夠在膨脹的宇宙中誕生如此璀璨的星海。宇宙大爆炸理論學家為尋找大爆炸理論的堅實基礎發射了哈伯太空望遠鏡,以期得到宇宙減速膨脹的觀測結果。最終的觀測結果與科學家預期相反:遙遠的高紅移超星系的譜線特征點顯示星系加速退行。科學家一時無法解釋星系這種加速退行的動力學機制,直接推斷為宇宙加速膨脹。而事實上,早在1996年宇宙中心模型就已經給出超本星系之外的星系之間加速退行的預言。

人類迄今為止獲得到科學理論不支持加速膨脹的宇宙與璀璨星海共存的局面,即:加速膨脹的宇宙就連分子都無法形成,更何況是如此璀璨的星海呢。於是在科學家提出了暗能量的同時,用於宇宙早期克服宇宙膨脹的暗物質就誕生了。這部份暗物質的作用就是在宇宙大爆炸初期形成的原子性氣體中,避免原子之間的間距隨空間加速膨脹越遠越遠。換句話來說,這部份暗物質不會像普通物質一樣隨宇宙加速膨脹,會用重力捕捉隨空間加速退行的原子,令它們形成星系。

而事實上,原子之間靠自身之間的萬有重力聚集,星系誕生在宇宙各級重力場的同一等勢面上,而無需任何暗物質。

難道星系無法誕生在重力場中的不同等勢面上?

答案是肯定的。

由於不同等勢面上存在的重力勢差對自由落體之間產生的加速分離作用,會使自由落體之間距離越來越大(屋檐下不同高度的雨滴之間加速退行規律與哈伯定律文字表述完全一致)。而同一等勢面上的自由落體之間的重力勢差為零,自身之間的萬有重力作用得以發揮,物質之間得以聚集,星系隨著逐漸形成。

3.重力透鏡體內的暗物質

隨著天文望遠鏡的分辨率提高,越來越多的愛因斯坦環被觀測發現,重力透鏡體得以證實。科學家認為重力透鏡體記憶體在大量暗物質。

3.1重力透鏡體內光學折射特性

3.1.1折射放大效應

大質素密度星系因質素對空間產生廣義相對論重力效應而對稱彎曲,對光線產生折射作用,對觀測者與鏡體中心連線延長線一側的遙遠光源發出的光線產生折射,在人類視野中形成放大的影像,形成重力透鏡效應。使人類得以觀測到重力透鏡體背後遙遠的星系。

3.1.2折射濾光作用

重力透鏡體對透鏡體內的可見物質產生的譜線特征點藍移的光線有濾光作用,使位於重力透鏡體外的人類無法觀測到這些可見物質因都卜勒效應產生的藍移光線。

這些相對於遙遠的觀察者迎面加速而來的可見物質發出的譜線特征點藍移的光線,在試圖穿越重力透鏡體時被折射向鏡體中心方向而無法進入人類的視野;只有部份區域的可見物質發出的譜線特征點紅移的光線能夠被折射向觀察者的視野。這部份區域僅占重力透鏡體的1/6。換句話來說,重力透鏡體內有大於5/6區域內的可見物質無法被人類所觀測。

這意味著,人類只能觀測到自身所在星系形成的重力透鏡體內的天體因都卜勒效應(迎面加速而來)產生的譜線特征點藍移的光線,這一點已經被蓋亞衛星公布的最新一期數據所證實:占宇宙可觀測天體43%的譜線特征點藍移的天體全部位於超本星系內。

球對稱稀疏星系因無法形成重力透鏡,不存在無法觀測區域,因此不存在任何暗物質。

同時也意味著,人類作為觀察者,在環顧四周各級星系(超本星系除外)時,只能觀測到背離人類向星系中心加速運動的天體,而無法觀測到星系中心另一側迎面加速而來的天體發出的譜線特征點藍移的光線。

有人會猜測:如果存在宇宙中心重力場,人類必然在宇宙重力場形成的重力透鏡內,那麽也一定會觀測到宇宙中心另一側迎面加速而來的星系?

4.宇宙空間的光學折射特性

如果宇宙存在中心重力場,那麽剔除可見物質後的宇宙空間質素密度分布規律應遵從廣義相對論場方程式嚴格解,即

D(r)=1/8πr²Gμ。ε。

其中

D——空間質素密度

r——空間內任意一點距宇宙中心的距離

G——重力常量

μ。—真空磁導率

ε。—真空介電常量

仔細觀察會發現,質素因空間對稱彎曲而存在,可直觀理解為質素是對因空間對稱彎曲而積蓄的真空勢能的度量。

仔細觀察還會發現,質素密度與空間彎曲曲率二次方成正比,遠離宇宙中心的空間彎曲曲率小,空間質素密度就更小,靠近宇宙中心的空間彎曲大,質素密度就更大,宇宙中心質素密度無窮大。由此產生的光學折射特性就是:向任何方向傳播的光線將會被連續折射向宇宙中心方向;逃離宇宙中心方向的及沿等密度面傳播的光線需要度規微擾作用產生的微小偏離角,才能被逐漸折射。

直觀的描繪就是:一顆做自由落體運動的恒星發出的光就像是偶極子的電力線全部射向另一極宇宙中心。如果宇宙中心也發光,發出的光線在度規微擾作用下偏離法線後也像偶極子的電力線一樣,人類及空間的可見物質就是偶極子的另一極。

由此,宇宙中心成為裸露的、可視的,並呈現為宇宙視界。

5.新宇宙監察假設

假設宇宙空間質素密度分布規律遵從廣義相對論場方程式嚴格解,即

D(r)=1/8πr²Gμ。ε。

則:宇宙存在中心裸奇異點,並呈現為宇宙視界。

假設果真如此,宇宙何需暗物質?