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暗物质与暗能量（下）

2018/07/10   维加斯新闻报
刘文旺

    三、星系、星系团运动的诠释
    （一）、暗物质与星系、星系团的运动
    针对星系旋臂的存在，很是让天文学家感到困惑。一方面，在满足开普勒式的天体运动，其外侧的恒星的运动速度越来越小。这样，经历了漫长的时间，星系外侧的旋臂会缠绕在星系核上，而此不是事实。
    为此，天文学家们假设，所谓的旋臂是不存在的，存在的只是恒星运动产生的密度波。但这个理论也存在很多困惑。例如，旋臂是怎样起源的？又是怎样演化等问题。
    一波未平一波又起，天文观测发现星系中恒星的运动速度非常奇怪。开始时是固体车轮式运动，随半径的增加线性增加，之后恒星的自转速度略有下降，随后不降反增见下图。
 
    为了解释这一问题，科学家们引入了暗物质。但是经过前面的分析。我们发现，暗物质的存在是值得质疑的。特别是暗能量的存在，与暗物质的作用完全相反。那么，在没有暗物质、暗能量的情况下，怎样解释星系旋臂的自转哪？
    其实，把上边两个问题联合起来考虑就会发现问题的本质。
    由于星系的半径非常大，星系核的引力暗平方反比关系迅速衰减。因此，星系中外边的恒星受到的引力，一部分来自于星系核，另一部分来自于相邻的恒星之间的万有引力。而且，随半径的增加，往外的恒星收到的向心引力中，来自星系核的成分越来越小，来自相邻恒星的引力越来越大。我们引入引力比概念（K）：恒星受到来自星系核的引力与来自相邻恒星的引力比。即K=F核/F恒。这样，K只会随着半径的增加而减小。
    当然，一个恒星即受到内侧恒星的向内的引力，也受到外侧恒星的向外的引力。上边的F恒是这两个里的合力。我们把内侧恒星对外侧恒星的引力作用称为引力拖曳。
    这样，任何一个恒星一方面受到星系核的引力及内侧的恒星的引力作用，从而使其加速运动，同时，也受到外侧恒星的反向拖曳作用而减速。产生的总效果就是，所半径的增加，内侧的恒星由于外侧恒星的拖曳而减速，外侧的恒星因内侧的恒星的引力拖曳作用而加速。这样，就出现了本来越往外的恒星运动速度越小于内测的恒星的运动模式，变成了在一定的星系半径处出现了恒星运动速度出现增加的现象。
    在这一过程中，内侧恒星对外侧恒星的引力拖曳作用，在加速了外侧恒星运动速度的同时，使其拥有的运动动能逐渐转移到了外侧的恒星。
    当然，星系中还有很多衰老的不发光恒星等，他们也在产生引力维护星系的运转。
    星系团的运动也是类似过程造成的。
    一个明显的事实就是前面提到的没有明显暗物质存在的NGC 1052-DF2星系，由于这个星系恒星很稀疏同时缺少明显的旋臂的存在。因此，不能产生旋臂中恒星之间的手拉手的牵引作用，因此，不存在明显的内侧恒星拉动外侧恒星的运动过程。所以没有出现反常的非开普勒运动现象。
    这个星系中没有旋臂，就没有了恒星之间通过引力接力而维系星系的旋转。因此，也就没有了暗物质。有旋臂存在的有暗物质，没有旋臂存在的就没有暗物质，这体现了恒星之间的引力是维系星系旋臂运转的原因之一。
    （二）、标准烛光与暗能量
    按现有理论，标准烛光是指天文学中已经知道光度的天体。这是宇宙学和星系天文学中获得距离的几种重要方法的基础。
    在天文学中，比较已知的光度(或是它的对应函数的数值，绝对星等)和他的观测亮度(视星等)，距离可以经由下面的公式计算而得:
    5lgD=m-M+5
    期中D是距离，单位是秒差距（1 秒差距等于 3.26164 光年，或206265天文单位，或30.8568万亿千米）， m是视星等，M是绝对星等(两者均处于静止的状态下)。
 
    1、主要的标准烛光有:
    a、天琴座RR变星、b、食双星、c、造父变星、d、红巨星。e、Ia型超新星- 最大亮度的绝对星等与光度曲线有很明确的函数关系，可用于确认数亿秒差距外的星系距离。
    2、标准烛光并不绝对标准
    对标准烛光的的标准程度并不相同，例如，所有的观测都显示在相同距离上的Ia超新星有相同的亮度(在经过光度曲线的校正之后)，但是并不知道她们为何会有相同的亮度，以及遥远距离上的Ia超新星和邻近的Ia超新星在性质上不同的机率有多少。
    对于造父变星就存在不标准的问题。在1950年代，沃尔特•巴德发现在较近的距离内，被用于校对标准烛光的的造父变星，与用于测量邻近星系距离的造父变星是不同型态的。邻近的造父变星是第一星族的恒星，比邻近星系的第二星族含有较多的金属(重元素)。结果是，银河系的直径、球状星团和邻近星系的距离都必须加倍，因为第二星族的造父变星实际上是比较亮的。
    对于Ia型超新星，存在同样的问题。美国亚利桑那大学领导的天文学家小组近日发表最新研究成果，宇宙加速膨胀的速率其实没有想像中那么快，他们通过对Ia型超新星的观测后得出了这个结论。Ia型超新星被认为是宇宙的"标准烛光"，可用于测量遥远宇宙天体的距离，并由此得出宇宙膨胀的速率。科学家采用的方法是对两组Ia型超新星的颜色与亮度差异来推测宇宙的膨胀速度，还发现了宇宙中的暗能量可能比此前认为的要更少。在这项研究中，科学家使用了非常可靠的大型综合巡天望远镜、位于图森市基特峰的超级LOTIS望远镜，可快速探测遥远的超新星爆发。
    我们知道，由于Ia型超新星在宇宙中的分布较为均匀，宇宙学家已经把Ia型超新星作为宇宙观测中的"信标"。然而Ia型超新星的亮度可能存在差异，以至于我们对宇宙膨胀的速度估计不足，这也是本项研究中科学家所应用的方法。天文学家彼得-米尔恩在对Ia型超新星进行观测时将其分为两组，距离太阳系较近的超新星与遥远宇宙的超新星，后者存在于宇宙较为年轻的时候，通过对比观测后我们发现有些Ia型超新星的亮度更加微弱，这就影响了我们对天体距离的计算。
    传统观测认为Ia型超新星如同标准烛光，可用于计算天体距离，但是科学家发现它们的亮度其实有差异，标准烛光并不完全标准。一旦我们对Ia型超新星的亮度把握不足，就会导致一些被认为与我们距离非常遥远的超新星其实没那么远，因为它们的亮度更加微弱，干扰了我们对距离的认识。
    在期刊《科学报告》上发表的报告向能量的发现提出了质疑。文章的第一作者是哥本哈根大学尼尔斯•波尔学院的J.T. Nielsen。他与他的同事一道，利用和上世纪90年代时诺奖团队不同的理论框架分析了超过740个Ia型超新星。
Nielsen的团队同时指出，原先的工作只使用了大约70个Ia型超新星的资料，新的分析发现了否定有关暗能量这一概念和加速膨胀的"关键证据"。文章的第二作者，牛津大学的Subir Sarkar在声明中表示，按照物理学家的说法，有关加速膨胀的证据可靠程度最多只有"3σ"，这远远小于声称具有根本性不同时所需的可靠度达"5σ"这一标准。这意味着我们很有可能被误导了。有关暗能量的真相是，它是我们利用过于简化的理论模型分析资料时产生的一个巧合。Sarkar还补充道，其中一个理论模型事实上是在上个世纪30年代时建立的，那时我们还没有任何实际观测资料。
    从这里的分析我们不难看出，我们藉以的而出宇宙在加速膨胀并进而引入暗能量的宇宙烛光出了问题。这就为我们关于暗能量的存在产生了疑问。我在此甚至怀疑最初得出宇宙在家时速膨胀的科学家有意选择了，一些易于导致宇宙在加速膨胀的Ia型超新星。从而误导了科学界。
    我认为，这一点与艾丁顿验证引力弯曲实验存在共同的令人质疑的做法。
爱因斯坦完成建立广义相对论时，英国爱丁顿正在建立恒星演化理论，急需一个引力理论解释星云的收缩。因此，他成立了两个观测小组，测量日食时光线的弯曲。
    结果是：去普林西比岛的数值是：1.61±0.30秒；去索布腊尔观测的数值是：1.98±0.12秒。从而“证明”了广义相对论的预言：1.7秒。
    历史学家认为，爱丁顿的资料歪打正着地证明了相对论。我看问题不这么简单，这个实验资料需要数月的时间处理吗？在索布腊尔一共拍摄了26张底片，其中19张由一架天体照相仪拍摄，品质较差；7张由另一架望远镜拍摄，品质较好。然而按照后7张底片计算出来的光线偏折数值，远远大于爱因斯坦预言的值。
    那么，去索布腊尔观测的数值是：1.98±0.12秒是怎么的出来的。我怀疑当年这两个科学小组有意篡改了实验结果。
完全一样地，我认为得出宇宙在家时速膨胀的科学家有意选择了一些Ia型超新星的实验资料。
    （三）、暗物质、暗能量物质的本质分析
    科学家们认为暗物质粒子可能是奇异粒子，最新电脑模型显示：暗物质并非由重粒子组成，但这只是模拟而不是现实。我们下面给出分析：
    1、宇宙中只有4.9%是普通物质，其他的是26.8%的暗物质，还有68.3%的暗能量。这就产生一个问题，暗物质、暗能量粒子之间的相互作用是什么？为什么含量最少的普通物质聚集在一起形成了我们见到的各种宏观的物体、恒星、星系、星系团等，而含量更多的暗能量、暗物质并没有聚集成各类天体？这些物质之间是相互排斥吗？若是这样，他们为什么没有在宇宙大爆炸的过程中逃逸到宇宙的边缘？因为他们之间存在排斥力，而构成我们天体的为彼此间有引力的粒子。因此。暗物质或暗能量物质应该以产生时的单粒子态存在，并在彼此斥力的作用下，以更快的速度逃逸到宇宙的边缘。从而不会主要存在于我们的星系之中。
     2、暗物质、暗能量都有品质，它们充满在宇宙空间中。而且，由微波背景辐射的对称性分布可知，宇宙中天体的分布是均匀的，由于暗能量、暗物质在宇宙大爆炸中产生，那么这些物质的分布也应该是均匀的，不然，其作用力会改变我们熟知的天体，使其失去这种对称性，而此不是事实。这就产生了一个问题，其拥有的品质，必将对宇宙中的各级天体的运动产生惯性阻力，从而使宇宙中的天体的运动速度逐渐减小，直至最后停止下来。但这也不是事实。宇宙中的天体自诞生以来已经存在、运转了接近138亿年。这是为什么？在我们太阳系中存在大量的行星，这些行星的稳定运动的存在，否定了拥有惯性的任何暗能量、暗物质粒子的存在。
 
    3、科学家们认为，现在的高能粒子加速器中对撞过程产生的温度已经达到了宇宙诞生时的温度，产生了各种高能粒子，但是我们为什么没有发现构成暗能量、暗物质的粒子那？尤其是，宇宙中4.9%是普通物质，26.8%是暗物质，还有68.3%是暗能量，那么，在我们高能粒子加速器中也应该按这样的比例，产生普通粒子、暗物质、暗能量粒子，而此不是事实，试验中体现的能量守恒，没有出现因为暗能量、暗物质的产生，而消损失的能量，这是为什么？这一点非常重要，体现了暗能量、暗物质粒子可能是不存在的。
     4、暗物质与我们熟知的物质是相互吸引的，从而促进了星系的产生。则在宇宙的近13.8亿年的演化中，相互的引力不可能使暗物质分布在星系的边缘。暗物质应该与我们熟知的物质偶合在一起共同构成天体而不是分开。但这不是事实。而且，由于暗物质粒子并没聚集成物体、天体，因此，主要体现在这些小品质的暗物质粒子，在宇宙天体的引力的作用下，应该逐渐聚集在我们见到的普通物质之上了，但我们为什么没有发现他们的存在。尤其在各种粒子反应如各种粒子的衰变过程中，没有见到暗物质粒子、暗能量粒子那？而反应中的能量守恒、动量守恒现象也否定了暗物质粒子、暗能量粒子的存在。特别是正反粒子对的湮灭过程中，能量守恒并没有见到有暗能量、暗物质粒子的湮灭或逃逸现象。这是为什么？为什么在我们熟知的粒子如电子、质子上见不到暗物质粒子的存在？
     暗物质的数量大于普通物质，则在我们的组成粒子中，主要是暗物质粒子。为什么这不是事实。
     暗能量、暗物质粒子间是相互排斥的，不然早就耦合在一起，形成宇宙天体了。但是，它们与我们熟知的普通物质结合在一起后，它们彼此间的斥力的存在，会阻止普通物质的聚集，从而使我们知道的普通物质不能聚集在一起，因此，也不能产生宇宙天体，而此不是事实，这是为什么？
    5、暗能量驱散了巨大的星系，但为什么没有驱散与普通物质有引力相互作用的暗物质，使其仍处于星系中维系著星系、星系团的稳定运行？
    而且，新的研究表明， 暗能量很有可能在消耗著暗物质，使暗物质正在消失。这就产生一个问题，暗能量与暗物质之间的相互作用是相互吸引还是相互排斥？加入这一推论正确，那这种现象将对宇宙的演化取向产生重大的影响——未来的宇宙是单一的膨胀还是单一的收缩呢？相关报导已经发表在了物理学评论快报上。我们知道，物质间的作用是相互的，暗能量驱散著暗物质，那么暗物质对暗能量的反作用应该使其渐渐消散。由于暗物质参与了星系的最初的形成过程，因此，暗能量对暗物质的驱离，必将影响星系的产生极其运动。但是，天文观测发现，虽然自从宇宙大爆炸之后，星系的产生率在下降，但是宇宙中仍不断有新的星系产生，这是为什么？
    特别是，由于暗物质住在了星系的聚集过程。因此，暗物质应该分布在星系的核心区域，但是，为什么天文观测发现，暗物质多位于星系的边缘。
    还有，暗能量的作用与暗物质的作用是相反的，就一个具体的星系而言，暗物质在星系的核心区域其聚集作用，则暗能量应该在星系的边缘起驱散作用，但是我们偏偏是在星系的边缘发现更多的暗物质。这里的矛盾是现有的暗能量、暗物质理论所不能解释的。
    如果暗能量真的在驱散暗物质的话，那我们的宇宙最后就会成为一个近乎绝对的虚无。如果不是因为暗物质我们所见到的星系们就不会在今天的位置。加入暗物质真的在被消耗，我们宇宙框架的成长随之变慢，最终消散于无。这种假设的存在会使宇宙的演化具有单向性。这是不可能的。不然，我们人类正处于一个特殊时期，在这一时地球上诞生了我的人类。之后，宇宙就会逐渐消失？
    这不是已经被淘汰的宇宙演化的热寂说吗？
     6、粒子是由光子产生的，并且正反粒子发生湮灭时会释放光子，为什么暗物质、暗能量物质不与光子发生相互作用那？
     7、暗物质粒子、暗能量粒子之间应该是相互排斥的，不然，他们早该聚集成宏观的物体甚至天体了。这种彼此间的相互斥力是怎样产生的。若真是这样，由于其拥有的品质远大于我们熟知的宏观天体的品质，因此，这些粒子态的暗物质、暗能量粒子在宇宙大爆炸之初，在彼此间的斥力作用下，早该远离了我们熟知的普通物质，怎么会与我们熟知的普通物质构成的恒星、星系、星系团在一起，而影响这些天体的运动？这些粒子间的斥力，为什么没有阻止恒星、星系的产生，为什么没有阻止恒星、星系的扎堆现象的存在？！
    特别是暗能量物质粒子。它们彼此间相互排斥、与普通物质相互排斥。从而没有聚集成宏观天体的小品质的暗能量粒子，早该跑到我们熟悉的由普通物质构成的宇宙空间范围外边去了。这时其作用力应该是由外向里作用于我们熟知的天体，从而起到压缩现有宇宙天体，使其呈收缩状态。而根本不会向我们观察到的那样，从内向外推动宇宙的加速膨胀。如下图所示：
 
    8、暗物质与暗能量之间也应该有相互排斥的，不然他们会集合在一起。由于暗物质与暗能量数量上的不等，从而造成这样的事实：要么，暗物质的作用被暗能量的作用所抵消；要么暗能量的作用被暗物质的作用所抵消，而不会产生我们现在观测到的结果。而这种排斥作用的产生原因是什么？这种斥力为什么没有在宇宙诞生之初，使暗物质，暗能量在宇宙中分域存在各自起著不同的作用？这是怎么实现的？
    9、尤其让人不可思议的是，在宇宙中占主要组成成分的暗能量物质，为什么没有在宇宙演化之初驱散还处于粒子态的普通物质，阻止其聚集成原子核、原子、分子直到宏观的天体哪？
    10、暗物质的引力作用，为什么没有在太阳系中协助太阳约束行星的运动。若存在暗物质则牛顿的万有引力就会不成立，而此不是事实。是暗能量与暗物质的作用互相抵消了吗，为什么正好抵消？怎样抵消的？为什么在星系中，在星系之间不互相抵消而独立地起作用？
    11、暗物质、暗能量拥有品质它们不与光子发生相互作用，因此我们发现不了它们的存在。但是，按广义相对论，这些物质的品质也应该引起时空的弯曲。因此，这些物质本身不与光子发生相互作用，但是，这些物质可以通过造成时空的弯曲而影响光子的运动。我们为什么没有见到这一现象？！
    12、在宇宙观测中看不到暗物质，于是，我们就认为暗物质不参与电磁相互作用——不与光子发生相互作用。这种推测是不成立的。按现有的说法，暗物质不参与电磁相互作用，这就是说，暗物质与电荷之间既没有相互吸引力，也没有相互排斥力，只和品质有引力相互作用。也就是说，暗物质不排斥电荷拥有的库伦力场，这样，完全可以与电子、质子等带电粒子靠品质的引力结合在一起。这样，暗物质不参与电磁相互作用，但是与其结合的电子、质子等会参与电磁相互作用，并在碰撞等过程中，吸收、辐射出光子。因此，只要暗物质与我们熟知的物质有引力相互作用存在，就会借助于其携带的电荷，就会具有非电中性的特征，就会借助于携带的电荷而参与电磁相互作用。这样，暗物质仍是可见的。
    这是暗物质定义本身存在的问题，但是我们并没有观测到与光子发生相互作用的暗物质。因为，正是发光品质小于引力品质才引出了暗物质的概念。
    从这里的分析可知，1、暗物质不能在实验室中产生，因此，它存在的合理性值得质疑；2、天文观测与实验室中检测的零结果否定了其存在性；3、从其粒子的存在状态及拥有品质分析，它们不可能存在，不然，其惯性品质会阻止天体的运行，而此不是事实。远离我们的暗能量粒子，只能从外向内挤压由普通物质构成的宇宙天体，而不会在这些天体的内部产生令宇宙天体加速膨胀的作用。
    现在的高能粒子加速器中的温度与宇宙大爆炸中的温度相等。宇宙大爆炸时产生了这些暗物质、暗能量物质。那么，为什么在我们的高能粒子加速器中没有暗物质、暗能量的出现那？
不可见的暗能量、暗物质，实际上就是穿在我们身上的皇帝新装。
    作为物质实体的暗物质、暗能量的存在是值得质疑的。