解密暗物质分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zyntiger 暗物质是连接宏观世界与微观世界的纽带,也是低速物理通向高速物理的桥梁,更是跨越经典物理与现代物理巨大鸿沟的有效工具!

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微观与宏观没有分界线,但两者之间隐藏着暗物质!

已有 2310 次阅读 2022-10-8 09:26 |个人分类:暗物质|系统分类:观点评述

暗物质完全统一了经典物理和现代物理。研究发现暗物质是连接宏观世界与微观世界的纽带,也是低速物理通向高速物理的桥梁,更是跨越经典物理与现代物理巨大鸿沟的有效工具;并且暗物质的研究将成为探寻物理学本质与宇宙奥秘的钥匙。


相对论和量子力学是现代物理学大厦的两大基石,它们分别统治着宏观和微观世界。但是当科学家试图统一两种理论时,发现两者之间存在着矛盾,它们不能融合在一起,就好像我们的世界有两套理论一样,一个统治着宏观世界,一个统治着微观世界。



但我们所在的宏观世界本身就是由微观世界的基本粒子构成的,而且微观与宏观也不会有明确的分界线,这意味着微观世界和宏观世界应该是统一的,应该有同一套理论来诠释。

最大的问题就在这里,不管科学家如何努力,都很难把相对论(广义相对论)和量子力学融合在一起。



从宏观上来讲,广义相对论很好地描述了引力的本质,认为引力其实是不存在的,只是时空弯曲的表象。也就是说,时空弯曲才是引力的本质。



而任何有质量的物体都可以对时空结构造成影响,大质量天体影响更为明显。就好像一张蹦床,你站在蹦床上,蹦床就会凹陷,如果这时你在蹦床上放一个圆球,圆球就会沿着凹陷的蹦床朝中心滚去。



当然,这只是一种形象通俗的比喻,实际上时空弯曲并不是这样的,而是朝着物体质心(质量的中心)弯曲。



同时,广义相对论强调时空结构是平滑的,连续的。



但是一旦我们来到了微观世界,一切就大不一样,必须用另一套法则来诠释,量子力学。



量子世界,并不是一个平滑的世界,也不是连续的,那里的一切都是不确定的,一切看起来都非常混乱,是一个杂乱无章无法准确描述的世界。



同时,在量子世界,空间和时间扭曲,没有我们熟知的方向,也没有上下左右,甚至连时间的概念都不存在了。你永远无法确定你到底是在这里,还是在那里,你甚至可以同时出现在两个不同的地方。



还有更疯狂的,量子世界似乎没有因果关系。用宏观世界打个比方,就好像你决定明天去北京,但实际上你前天就已经到北京了。在量子世界,时间也是混乱的。



量子力学的核心是不确定性,那里的一切都是不确定的。而一旦我们对量子世界进行了观测,观测的对象就确定下来了。也就是说,在没有观测前,量子世界是不确定的,观测行为导致了量子世界从不确定过渡到确定。



还是拿宏观世界打比方。 你妈妈在厨房做饭,你在卧室里玩电脑打游戏,这两个事件都是确定的。



但按照量子力学的不确定性诠释,你有可能不在卧室里打游戏,有可能在其他任何地方,比如说月球上。而当你妈妈想亲眼看一下(观测)你到底在不在卧室里时,你的状态就确定了,只能在一个地方,当然会是在卧室。但纯理论上分析,你真的有可能在月球上,只是这种可能性非常非常小,可以认为概率等于零。



是不是有点懵逼?



别紧张,懵逼的不只有你自己。物理学大佬也说过:世界上没有一个人真正懂得量子力学。



爱因斯坦的整个后半生都在为统一广义相对和量子力学努力着,只他半生的努力也没能完成统一。



但无论如何,量子力学早已深入到我们日常生活中,我们平时经常使用的电子产品,比如手机,里面的芯片就含有量子力学科技。



广义相对论和量子力学之间的矛盾还没有解决,这意味着肯定还有更深层的理论等待科学家发现,而量子引力理论,还有弦理论(超弦理论)都是最近几十年提出的前沿理论,试图统一广义相对论和量子力学。可惜的是,弦理论更多的还是停留在数学模式和推测中,很难用实验加以验证!

(1) 宇宙之所以有序运转,一切皆因万有引力。如果失去万有引力,宇宙将陷于极度混沌状态,更不会有生命的存在。因此,要了解宇宙的过去、现在与未来,首先要了解万有引力规律。

(2) 暗物质粒子是连接星系与行星的谱带,暗物质具有传递能量的粒子效应。暗物质可以与不同可见物质相互作用,是物质间万有引力的传递桥梁,并能够合理解释万有引力超距作用。

(3) 已经有大量的实验研究表明在真空中可以生成电子对,且电子对可以湮灭消失,暗物质粒子是稳定的正反粒子偶极子粒子,但主要成分为电子偶极子。

(4) 建立暗物质正反粒子偶极子模型,一个正反粒子偶极子中含有一对正反粒子,正反粒子相互作用,不停地围绕共同的中心做圆周运动,在一般的情况下,正反粒子偶极子既不显电性也不显磁性。

(5) 正反粒子偶极子是一种能量较低的稳定粒子,在一定条件下吸收足够的能量电离成电子对;而电子对在一定的条件下释放出能量,形成较稳定的正反粒子偶极子。

(6) 正反粒子偶极子之间的作用力包括瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力、瞬时取向力和瞬时诱导力,均同时存在吸引力和推斥力。当正反粒子偶极子处于任何一个稳定的平衡状态时,吸引力与推斥力平衡,此时间距为平衡间距;当正反粒子偶极子间距小于平衡间距时,吸引力与推斥力均提高,而推斥力提高较快;当正反粒子偶极子间距大于平衡间距时,吸引力与推斥力均减小,而推斥力降低较快。而这里的平衡态,都是暂时的,一旦边界条件或内部条件变化,都会形成一个新的平衡态。

(7) 可见物质与正反粒子偶极子之间的作用力包括瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力、瞬时取向力和瞬时诱导力,均同时表现为吸引力和推斥力。因此,可见物质与正反粒子偶极子之间的作用力主要表现为吸引力和推斥力。随着间距增大而减小,随着间距减小而增大。在一定距离内,瞬时取向力和瞬时诱导力主要表现为相互吸引力,总会吸引一定数量的正反粒子偶极子在可见物质周围,因此二者有变密的趋势。当密度逐渐增大,使正反粒子偶极子有压缩变形的趋势,使推斥力增加较多,正反粒子偶极子在一定密度时,吸引力和推斥力达到平衡状态。

(8) 正反粒子偶极子遍布整个宇宙。如果没有可见物质,正反粒子偶极子将均匀分布。当空间存在可见物质,正反粒子偶极子的密度提高,可见物质质量越大,正反粒子偶极子的密度提高越多。正反粒子偶极子的密度具有一定的梯度,随着距离增加而密度降低。

(9) 电场是由正反粒子偶极子规律极化产生的,可采用正反粒子偶极子的极化来表示电场,采用正反粒子偶极子的极化强度可表示电场强度。采用正反粒子偶极子的极化表示电场反映电场本质上是暗(实体)物质的规律变化,使暗(实体)物质与()场物质得到合理统一。用正反粒子偶极子的极化强度计算能够准确反映电场强度。

(10) 由于电流存在,是正反粒子偶极子内的正反粒子轨道发生偏转,此时,正反粒子偶极子内的正反粒子的轨道不在一个平面内运动,而是分别在两个交叉的平面内运动,如果稳定的电流,会致使正反粒子偶极子内的正反粒子的运行平面发生偏转,形成稳定的磁场。磁场是正反粒子偶极子内的正反粒子的运动平面发生规律偏转产生的,可采用正反粒子偶极子的偏转来表示磁场,采用正反粒子偶极子的偏转率表示磁场强度。采用正反粒子偶极子的偏转表示磁场反映磁场本质上是暗(实体)物质的规律变化,使暗(实体)物质与()场物质得到合理统一。正反粒子偶极子偏转强度计算能够准确反映磁场强度。

(11) 电磁波是正反粒子偶极子震荡传递的,震荡正反粒子偶极子本质上是微观震荡电偶极子,也是电磁波传递机理背后的物理原因。采用正反粒子偶极子的振荡频率区分电磁波种类,这反映电磁波本质上是暗(实体)物质的相互作用规律,使暗(实体)物质与(电磁)场物质合理统一。

(12) 引力场是由正反粒子偶极子密度规律变化产生的,可采用正反粒子偶极子的密度变化表示引力场,采用正反粒子偶极子的密度变化率表示引力场强度。引力始终指向正反粒子偶极子密度梯度增加最大方向是可见物之间只存在引力而不存在斥力的物理原因,并且是引力场超距作用的根本原因。因此正反粒子偶极子引力不仅具有合理的理论基础,更具有坚实的物质基础。正反粒子偶极子无处不在地存在使引力这种梯度力能够伸向无穷远。采用正反粒子偶极子的密度变化表示引力场反映引力场本质上是暗(实体)物质的规律变化,使暗(实体)物质与(引力)场物质得到合理统一。正反粒子偶极子密度变化计算和正反粒子偶极子吸引强度计算均能够准确反映引力场强度。

(13) 采用正反粒子偶极子模型可以很好地解释电场、磁场、电磁波和引力场,实现了场论的统一。暗物质正反粒子偶极子理论建立在暗物质极化、定向偏转、震荡感应和密度变化的基础上,放弃了物质引起时空变形的弯曲时空理论。通过进一步的正反粒子偶极子模型研究,可以逐渐取代场论的概念,使场具有实体物质的物理含义。

(14) 暗物质和可见物质在本质上没有区别,且二者可以相互转化;唯一的区别是暗物质粒子是对称粒子组成,而可见物质粒子是不对称的。

(15) 粒子的存在状态包括显现态和隐身态。只有对称的正反粒子偶极子才能处于隐身态,这是由于垂直于正反粒子偶极子偶极方向辐射最强,而平行正反粒子偶极子偶极方向辐射为零。如果把振动电子视为偶极,则在反射光方向辐射为零。场态粒子包括所有正反粒子偶极子,是一种对称粒子,暗物质=隐态粒子=场态粒子=对称粒子=正反粒子偶极子=电偶极子。

(16) 显态粒子是除正反粒子偶极子以外的其他任何非对称粒子,属于对称性破缺粒子。虚拟粒子是相互作用的媒介粒子,不是真实存在的粒子,仅仅是粒子间某种状态的相互作用,也可以理解为粒子间的能量交换。虚拟粒子本质上是粒子间的相互作用,长期以来被称为粒子,这是为了衔接现有理论而提出的。虚拟粒子对于粒子的动力学研究至关重要,但物质与相互作用有着本质区别,虚拟粒子的概念将会被逐渐弱化,相互作用的概念会逐渐被强化并取代虚拟粒子而成为规范性描述词语。

(17) 只有显态粒子或只有场态粒子都不会形成场,只有显态粒子和场态粒子不断地相互作用才能产生场。场是场态粒子和显态粒子相互作用形成的,粒子和场是辩证统一的。没有可见物质影响时,暗物质本身不能形成场。当受到外界物质影响时,产生不同的势能,并形成各种场,即各种场是场态粒子的不同势能。

(18) 量子场论认为的粒子凭空产生和消失本质上是场态粒子和显态粒子的相互转化,仅仅是粒子存在状态的变化,物质没有创生,也没有消灭。实际上,场态粒子是量子场论的物质基础。


引力场是由正反粒子偶极子密度梯度变化产生的,吸引力始终指向正反粒子偶极子密度增加最大的方向。只要有可见物质,正反粒子偶极子的密度均会提高,因此宏观物质只表现为引力,而不表现为斥力。可采用正反粒子偶极子的密度变化率表示引力场强度,这反映引力场本质上是暗(实体)物质的规律变化,使暗(实体)物质与(引力)场物质合理统一。正反粒子偶极子吸引强度计算能准确反映引力场强度。

爱因斯坦误将暗物质的密度梯度变化认为是时空弯曲!



暗物质,正如其名一样,我们看不见它们,但我们知道它的存在,因为它对空间产生了巨大的影响。暗物质的主要证据来自于计算,计算表明,除非存在不可见的物质,否则现有的引力理论无法解释观测到的引力效应。暗物质在宇宙中是广泛存在的,并且它对宇宙的结构和演化产生强烈的影响。暗物质不会与电磁场相互作用,这意味着它不会吸收、反射或发射电磁辐射,因此很难被探测到。

暗物质的存在,对宇宙的扩张力形成反制作用,它们巨大的质量,紧紧拉住各个星系,才得以形成星光璀璨的壮丽夜景。用通俗的比喻来说,暗物质就是系在星系上的风筝绳子,有了它们,星系、恒星乃至生命才能成型。

通过理论计算得出,暗物质约占宇宙总质量的27%,其引力足以将整个星系连接在一起,形成一种类似于网的宇宙结构。现在,从这张有史以来最大的暗物质分布地图来看,其分布位置暗合理论计算结果,正好将物质牢牢地钉在了宇宙巨大的幕布上。在暗物质聚集的区域,可能我们目前的物理定律都会失去效力。

如何探测它们

观察从遥远星系到达地球的光,可以寻找到暗物质的踪迹。如果光线被扭曲了,而光恰巧从一片空洞的区域而来,周围没有任何可以探测到的天体物质,那么意味着,这片区域的时空结构被暗物质扭曲了。正是由于这些看不见的物质,形成的引力扭曲了时空,光才会绕着弯路奔向我们。




经典物理学被认为无法解释高速物理现象和微观世界物理现象。采用暗物质完全统一了经典物理和现代物理。研究发现暗物质是连接宏观世界与微观世界的纽带,也是低速物理通向高速物理的桥梁,更是跨越经典物理与现代物理巨大鸿沟的有效工具;并且暗物质的研究将成为探寻物理学本质与宇宙奥秘的钥匙。





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