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暗物質與暗能量（下）

2018/07/10   維加斯新聞報
劉文旺

    三、星系、星系團運動的詮釋
    （一）、暗物質與星系、星系團的運動
    針對星系旋臂的存在，很是讓天文學家感到困惑。一方面，在滿足開普勒式的天體運動，其外側的恒星的運動速度越來越小。這樣，經歷了漫長的時間，星系外側的旋臂會纏繞在星系核上，而此不是事實。
    為此，天文學家們假設，所謂的旋臂是不存在的，存在的只是恒星運動產生的密度波。但這個理論也存在很多困惑。例如，旋臂是怎樣起源的？又是怎樣演化等問題。
    一波未平一波又起，天文觀測發現星系中恒星的運動速度非常奇怪。開始時是固體車輪式運動，隨半徑的增加線性增加，之後恒星的自轉速度略有下降，隨後不降反增見下圖。
 
    為了解釋這一問題，科學家們引入了暗物質。但是經過前面的分析。我們發現，暗物質的存在是值得質疑的。特別是暗能量的存在，與暗物質的作用完全相反。那麼，在沒有暗物質、暗能量的情況下，怎樣解釋星系旋臂的自轉哪？
    其實，把上邊兩個問題聯合起來考慮就會發現問題的本質。
    由於星系的半徑非常大，星系核的引力暗平方反比關係迅速衰減。因此，星系中外邊的恒星受到的引力，一部分來自於星系核，另一部分來自於相鄰的恒星之間的萬有引力。而且，隨半徑的增加，往外的恒星收到的向心引力中，來自星系核的成分越來越小，來自相鄰恒星的引力越來越大。我們引入引力比概念（K）：恒星受到來自星系核的引力與來自相鄰恒星的引力比。即K=F核/F恒。這樣，K只會隨著半徑的增加而減小。
    當然，一個恒星即受到內側恒星的向內的引力，也受到外側恒星的向外的引力。上邊的F恒是這兩個裡的合力。我們把內側恒星對外側恒星的引力作用稱為引力拖曳。
    這樣，任何一個恒星一方面受到星系核的引力及內側的恒星的引力作用，從而使其加速運動，同時，也受到外側恒星的反向拖曳作用而減速。產生的總效果就是，所半徑的增加，內側的恒星由於外側恒星的拖曳而減速，外側的恒星因內側的恒星的引力拖曳作用而加速。這樣，就出現了本來越往外的恒星運動速度越小於內測的恒星的運動模式，變成了在一定的星系半徑處出現了恒星運動速度出現增加的現象。
    在這一過程中，內側恒星對外側恒星的引力拖曳作用，在加速了外側恒星運動速度的同時，使其擁有的運動動能逐漸轉移到了外側的恒星。
    當然，星系中還有很多衰老的不發光恒星等，他們也在產生引力維護星系的運轉。
    星系團的運動也是類似過程造成的。
    一個明顯的事實就是前面提到的沒有明顯暗物質存在的NGC 1052-DF2星系，由於這個星系恒星很稀疏同時缺少明顯的旋臂的存在。因此，不能產生旋臂中恒星之間的手拉手的牽引作用，因此，不存在明顯的內側恒星拉動外側恒星的運動過程。所以沒有出現反常的非開普勒運動現象。
    這個星系中沒有旋臂，就沒有了恒星之間通過引力接力而維繫星系的旋轉。因此，也就沒有了暗物質。有旋臂存在的有暗物質，沒有旋臂存在的就沒有暗物質，這體現了恒星之間的引力是維繫星系旋臂運轉的原因之一。
    （二）、標準燭光與暗能量
    按現有理論，標準燭光是指天文學中已經知道光度的天體。這是宇宙學和星系天文學中獲得距離的幾種重要方法的基礎。
    在天文學中，比較已知的光度(或是它的對應函數的數值，絕對星等)和他的觀測亮度(視星等)，距離可以經由下面的公式計算而得:
    5lgD=m-M+5
    期中D是距離，單位是秒差距（1 秒差距等於 3.26164 光年，或206265天文單位，或30.8568萬億千米）， m是視星等，M是絕對星等(兩者均處於靜止的狀態下)。
 
    1、主要的標準燭光有:
    a、天琴座RR變星、b、食雙星、c、造父變星、d、紅巨星。e、Ia型超新星- 最大亮度的絕對星等與光度曲線有很明確的函數關係，可用於確認數億秒差距外的星系距離。
    2、標準燭光並不絕對標準
    對標準燭光的的標準程度並不相同，例如，所有的觀測都顯示在相同距離上的Ia超新星有相同的亮度(在經過光度曲線的校正之後)，但是並不知道她們為何會有相同的亮度，以及遙遠距離上的Ia超新星和鄰近的Ia超新星在性質上不同的機率有多少。
    對於造父變星就存在不標準的問題。在1950年代，沃爾特•巴德發現在較近的距離內，被用於校對標準燭光的的造父變星，與用於測量鄰近星系距離的造父變星是不同型態的。鄰近的造父變星是第一星族的恒星，比鄰近星系的第二星族含有較多的金屬(重元素)。結果是，銀河系的直徑、球狀星團和鄰近星系的距離都必須加倍，因為第二星族的造父變星實際上是比較亮的。
    對於Ia型超新星，存在同樣的問題。美國亞利桑那大學領導的天文學家小組近日發表最新研究成果，宇宙加速膨脹的速率其實沒有想像中那麼快，他們通過對Ia型超新星的觀測後得出了這個結論。Ia型超新星被認為是宇宙的"標準燭光"，可用於測量遙遠宇宙天體的距離，並由此得出宇宙膨脹的速率。科學家採用的方法是對兩組Ia型超新星的顏色與亮度差異來推測宇宙的膨脹速度，還發現了宇宙中的暗能量可能比此前認為的要更少。在這項研究中，科學家使用了非常可靠的大型綜合巡天望遠鏡、位於圖森市基特峰的超級LOTIS望遠鏡，可快速探測遙遠的超新星爆發。
    我們知道，由於Ia型超新星在宇宙中的分佈較為均勻，宇宙學家已經把Ia型超新星作為宇宙觀測中的"信標"。然而Ia型超新星的亮度可能存在差異，以至於我們對宇宙膨脹的速度估計不足，這也是本項研究中科學家所應用的方法。天文學家彼得-米爾恩在對Ia型超新星進行觀測時將其分為兩組，距離太陽系較近的超新星與遙遠宇宙的超新星，後者存在於宇宙較為年輕的時候，通過對比觀測後我們發現有些Ia型超新星的亮度更加微弱，這就影響了我們對天體距離的計算。
    傳統觀測認為Ia型超新星如同標準燭光，可用於計算天體距離，但是科學家發現它們的亮度其實有差異，標準燭光並不完全標準。一旦我們對Ia型超新星的亮度把握不足，就會導致一些被認為與我們距離非常遙遠的超新星其實沒那麼遠，因為它們的亮度更加微弱，干擾了我們對距離的認識。
    在期刊《科學報告》上發表的報告向能量的發現提出了質疑。文章的第一作者是哥本哈根大學尼爾斯•波爾學院的J.T. Nielsen。他與他的同事一道，利用和上世紀90年代時諾獎團隊不同的理論框架分析了超過740個Ia型超新星。
Nielsen的團隊同時指出，原先的工作只使用了大約70個Ia型超新星的資料，新的分析發現了否定有關暗能量這一概念和加速膨脹的"關鍵證據"。文章的第二作者，牛津大學的Subir Sarkar在聲明中表示，按照物理學家的說法，有關加速膨脹的證據可靠程度最多只有"3σ"，這遠遠小於聲稱具有根本性不同時所需的可靠度達"5σ"這一標準。這意味著我們很有可能被誤導了。有關暗能量的真相是，它是我們利用過於簡化的理論模型分析資料時產生的一個巧合。Sarkar還補充道，其中一個理論模型事實上是在上個世紀30年代時建立的，那時我們還沒有任何實際觀測資料。
    從這裡的分析我們不難看出，我們藉以的而出宇宙在加速膨脹並進而引入暗能量的宇宙燭光出了問題。這就為我們關於暗能量的存在產生了疑問。我在此甚至懷疑最初得出宇宙在家時速膨脹的科學家有意選擇了，一些易於導致宇宙在加速膨脹的Ia型超新星。從而誤導了科學界。
    我認為，這一點與艾丁頓驗證引力彎曲實驗存在共同的令人質疑的做法。
愛因斯坦完成建立廣義相對論時，英國愛丁頓正在建立恒星演化理論，急需一個引力理論解釋星雲的收縮。因此，他成立了兩個觀測小組，測量日食時光線的彎曲。
    結果是：去普林西比島的數值是：1.61±0.30秒；去索布臘爾觀測的數值是：1.98±0.12秒。從而“證明”了廣義相對論的預言：1.7秒。
    歷史學家認為，愛丁頓的資料歪打正著地證明了相對論。我看問題不這麼簡單，這個實驗資料需要數月的時間處理嗎？在索布臘爾一共拍攝了26張底片，其中19張由一架天體照相儀拍攝，品質較差；7張由另一架望遠鏡拍攝，品質較好。然而按照後7張底片計算出來的光線偏折數值，遠遠大於愛因斯坦預言的值。
    那麼，去索布臘爾觀測的數值是：1.98±0.12秒是怎麼的出來的。我懷疑當年這兩個科學小組有意篡改了實驗結果。
完全一樣地，我認為得出宇宙在家時速膨脹的科學家有意選擇了一些Ia型超新星的實驗資料。
    （三）、暗物質、暗能量物質的本質分析
    科學家們認為暗物質粒子可能是奇異粒子，最新電腦模型顯示：暗物質並非由重粒子組成，但這只是模擬而不是現實。我們下面給出分析：
    1、宇宙中只有4.9%是普通物質，其他的是26.8%的暗物質，還有68.3%的暗能量。這就產生一個問題，暗物質、暗能量粒子之間的相互作用是什麼？為什麼含量最少的普通物質聚集在一起形成了我們見到的各種宏觀的物體、恒星、星系、星系團等，而含量更多的暗能量、暗物質並沒有聚集成各類天體？這些物質之間是相互排斥嗎？若是這樣，他們為什麼沒有在宇宙大爆炸的過程中逃逸到宇宙的邊緣？因為他們之間存在排斥力，而構成我們天體的為彼此間有引力的粒子。因此。暗物質或暗能量物質應該以產生時的單粒子態存在，並在彼此斥力的作用下，以更快的速度逃逸到宇宙的邊緣。從而不會主要存在於我們的星系之中。
     2、暗物質、暗能量都有品質，它們充滿在宇宙空間中。而且，由微波背景輻射的對稱性分佈可知，宇宙中天體的分佈是均勻的，由於暗能量、暗物質在宇宙大爆炸中產生，那麼這些物質的分佈也應該是均勻的，不然，其作用力會改變我們熟知的天體，使其失去這種對稱性，而此不是事實。這就產生了一個問題，其擁有的品質，必將對宇宙中的各級天體的運動產生慣性阻力，從而使宇宙中的天體的運動速度逐漸減小，直至最後停止下來。但這也不是事實。宇宙中的天體自誕生以來已經存在、運轉了接近138億年。這是為什麼？在我們太陽系中存在大量的行星，這些行星的穩定運動的存在，否定了擁有慣性的任何暗能量、暗物質粒子的存在。
 
    3、科學家們認為，現在的高能粒子加速器中對撞過程產生的溫度已經達到了宇宙誕生時的溫度，產生了各種高能粒子，但是我們為什麼沒有發現構成暗能量、暗物質的粒子那？尤其是，宇宙中4.9%是普通物質，26.8%是暗物質，還有68.3%是暗能量，那麼，在我們高能粒子加速器中也應該按這樣的比例，產生普通粒子、暗物質、暗能量粒子，而此不是事實，試驗中體現的能量守恆，沒有出現因為暗能量、暗物質的產生，而消損失的能量，這是為什麼？這一點非常重要，體現了暗能量、暗物質粒子可能是不存在的。
     4、暗物質與我們熟知的物質是相互吸引的，從而促進了星系的產生。則在宇宙的近13.8億年的演化中，相互的引力不可能使暗物質分佈在星系的邊緣。暗物質應該與我們熟知的物質偶合在一起共同構成天體而不是分開。但這不是事實。而且，由於暗物質粒子並沒聚集成物體、天體，因此，主要體現在這些小品質的暗物質粒子，在宇宙天體的引力的作用下，應該逐漸聚集在我們見到的普通物質之上了，但我們為什麼沒有發現他們的存在。尤其在各種粒子反應如各種粒子的衰變過程中，沒有見到暗物質粒子、暗能量粒子那？而反應中的能量守恆、動量守恆現象也否定了暗物質粒子、暗能量粒子的存在。特別是正反粒子對的湮滅過程中，能量守恆並沒有見到有暗能量、暗物質粒子的湮滅或逃逸現象。這是為什麼？為什麼在我們熟知的粒子如電子、質子上見不到暗物質粒子的存在？
     暗物質的數量大於普通物質，則在我們的組成粒子中，主要是暗物質粒子。為什麼這不是事實。
     暗能量、暗物質粒子間是相互排斥的，不然早就耦合在一起，形成宇宙天體了。但是，它們與我們熟知的普通物質結合在一起後，它們彼此間的斥力的存在，會阻止普通物質的聚集，從而使我們知道的普通物質不能聚集在一起，因此，也不能產生宇宙天體，而此不是事實，這是為什麼？
    5、暗能量驅散了巨大的星系，但為什麼沒有驅散與普通物質有引力相互作用的暗物質，使其仍處於星系中維繫著星系、星系團的穩定運行？
    而且，新的研究表明， 暗能量很有可能在消耗著暗物質，使暗物質正在消失。這就產生一個問題，暗能量與暗物質之間的相互作用是相互吸引還是相互排斥？加入這一推論正確，那這種現象將對宇宙的演化取向產生重大的影響——未來的宇宙是單一的膨脹還是單一的收縮呢？相關報導已經發表在了物理學評論快報上。我們知道，物質間的作用是相互的，暗能量驅散著暗物質，那麼暗物質對暗能量的反作用應該使其漸漸消散。由於暗物質參與了星系的最初的形成過程，因此，暗能量對暗物質的驅離，必將影響星系的產生極其運動。但是，天文觀測發現，雖然自從宇宙大爆炸之後，星系的產生率在下降，但是宇宙中仍不斷有新的星系產生，這是為什麼？
    特別是，由於暗物質住在了星系的聚集過程。因此，暗物質應該分佈在星系的核心區域，但是，為什麼天文觀測發現，暗物質多位於星系的邊緣。
    還有，暗能量的作用與暗物質的作用是相反的，就一個具體的星系而言，暗物質在星系的核心區域其聚集作用，則暗能量應該在星系的邊緣起驅散作用，但是我們偏偏是在星系的邊緣發現更多的暗物質。這裡的矛盾是現有的暗能量、暗物質理論所不能解釋的。
    如果暗能量真的在驅散暗物質的話，那我們的宇宙最後就會成為一個近乎絕對的虛無。如果不是因為暗物質我們所見到的星系們就不會在今天的位置。加入暗物質真的在被消耗，我們宇宙框架的成長隨之變慢，最終消散於無。這種假設的存在會使宇宙的演化具有單向性。這是不可能的。不然，我們人類正處於一個特殊時期，在這一時地球上誕生了我的人類。之後，宇宙就會逐漸消失？
    這不是已經被淘汰的宇宙演化的熱寂說嗎？
     6、粒子是由光子產生的，並且正反粒子發生湮滅時會釋放光子，為什麼暗物質、暗能量物質不與光子發生相互作用那？
     7、暗物質粒子、暗能量粒子之間應該是相互排斥的，不然，他們早該聚集成宏觀的物體甚至天體了。這種彼此間的相互斥力是怎樣產生的。若真是這樣，由於其擁有的品質遠大於我們熟知的宏觀天體的品質，因此，這些粒子態的暗物質、暗能量粒子在宇宙大爆炸之初，在彼此間的斥力作用下，早該遠離了我們熟知的普通物質，怎麼會與我們熟知的普通物質構成的恒星、星系、星系團在一起，而影響這些天體的運動？這些粒子間的斥力，為什麼沒有阻止恒星、星系的產生，為什麼沒有阻止恒星、星系的紮堆現象的存在？！
    特別是暗能量物質粒子。它們彼此間相互排斥、與普通物質相互排斥。從而沒有聚集成宏觀天體的小品質的暗能量粒子，早該跑到我們熟悉的由普通物質構成的宇宙空間範圍外邊去了。這時其作用力應該是由外向裡作用於我們熟知的天體，從而起到壓縮現有宇宙天體，使其呈收縮狀態。而根本不會向我們觀察到的那樣，從內向外推動宇宙的加速膨脹。如下圖所示：
 
    8、暗物質與暗能量之間也應該有相互排斥的，不然他們會集合在一起。由於暗物質與暗能量數量上的不等，從而造成這樣的事實：要麼，暗物質的作用被暗能量的作用所抵消；要麼暗能量的作用被暗物質的作用所抵消，而不會產生我們現在觀測到的結果。而這種排斥作用的產生原因是什麼？這種斥力為什麼沒有在宇宙誕生之初，使暗物質，暗能量在宇宙中分域存在各自起著不同的作用？這是怎麼實現的？
    9、尤其讓人不可思議的是，在宇宙中占主要組成成分的暗能量物質，為什麼沒有在宇宙演化之初驅散還處於粒子態的普通物質，阻止其聚集成原子核、原子、分子直到宏觀的天體哪？
    10、暗物質的引力作用，為什麼沒有在太陽系中協助太陽約束行星的運動。若存在暗物質則牛頓的萬有引力就會不成立，而此不是事實。是暗能量與暗物質的作用互相抵消了嗎，為什麼正好抵消？怎樣抵消的？為什麼在星系中，在星系之間不互相抵消而獨立地起作用？
    11、暗物質、暗能量擁有品質它們不與光子發生相互作用，因此我們發現不了它們的存在。但是，按廣義相對論，這些物質的品質也應該引起時空的彎曲。因此，這些物質本身不與光子發生相互作用，但是，這些物質可以通過造成時空的彎曲而影響光子的運動。我們為什麼沒有見到這一現象？！
    12、在宇宙觀測中看不到暗物質，於是，我們就認為暗物質不參與電磁相互作用——不與光子發生相互作用。這種推測是不成立的。按現有的說法，暗物質不參與電磁相互作用，這就是說，暗物質與電荷之間既沒有相互吸引力，也沒有相互排斥力，只和品質有引力相互作用。也就是說，暗物質不排斥電荷擁有的庫倫力場，這樣，完全可以與電子、質子等帶電粒子靠品質的引力結合在一起。這樣，暗物質不參與電磁相互作用，但是與其結合的電子、質子等會參與電磁相互作用，並在碰撞等過程中，吸收、輻射出光子。因此，只要暗物質與我們熟知的物質有引力相互作用存在，就會借助於其攜帶的電荷，就會具有非電中性的特徵，就會借助於攜帶的電荷而參與電磁相互作用。這樣，暗物質仍是可見的。
    這是暗物質定義本身存在的問題，但是我們並沒有觀測到與光子發生相互作用的暗物質。因為，正是發光品質小於引力品質才引出了暗物質的概念。
    從這裡的分析可知，1、暗物質不能在實驗室中產生，因此，它存在的合理性值得質疑；2、天文觀測與實驗室中檢測的零結果否定了其存在性；3、從其粒子的存在狀態及擁有品質分析，它們不可能存在，不然，其慣性品質會阻止天體的運行，而此不是事實。遠離我們的暗能量粒子，只能從外向內擠壓由普通物質構成的宇宙天體，而不會在這些天體的內部產生令宇宙天體加速膨脹的作用。
    現在的高能粒子加速器中的溫度與宇宙大爆炸中的溫度相等。宇宙大爆炸時產生了這些暗物質、暗能量物質。那麼，為什麼在我們的高能粒子加速器中沒有暗物質、暗能量的出現那？
不可見的暗能量、暗物質，實際上就是穿在我們身上的皇帝新裝。
    作為物質實體的暗物質、暗能量的存在是值得質疑的。