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§2.2 暗物质“证据”的质疑

2.2.1 暗物质理论的质疑

利用无限盘引力势得出的暗物质结论,在整个推演过程中,有以下几点疑问:

(1)人为截断的处理方式与实际相比,会产生多大的偏差,至今在物理学中并没有被充分地讨论。星系在整个宇宙中,不过是个发光点,星系盘外的物质密度只要不为零(由盘密度按指数规律衰减可知,密度只能无限接近零,而不能等于零。见2.1.1节),其无限累加起来的质量与星系质量相比,是不容忽略的,更不被数学的近似概念所允许。可见,这种人为截断方式,并不能符合有限盘引力势的解。

(2)球状暗物质晕的加入,不但使得星系盘的密度不再符合“指数规律衰减假设”,而让原有运算失去了意义,还会使星系不再符合薄圆盘要求,而使式(2-1)失效。由此可看出,用无限薄圆盘模式对有限盘引力势的计算结果,其偏差将难以估量,或说是种无效演算。

(3)星系盘密度按椭圆积分有解的形式分布,本身就有蔑视自然法则的嫌疑。

至于宇宙中23%的暗物质来源,是在广义相对论场方程的解过程中,出现了可为任意恒值(也可为零)的常数,即宇宙常数,这为某些学者的想象力提供了极大的发挥空间。所谓的23%暗物质,就是将暗物质、暗能量对应为宇宙常数后,而得到的计算结果。暂且不论这种做法成立与否,仅从其过程看,暗物质的提出背景,与广义相对论无任何关系。广义相对论对暗物质量的计算,是依附于暗物质存在前提下,并不是新思路下的又一次预言,因而不能作为暗物质的存在证据(在第八章中将证明,这个宇宙常数确实为零或称不存在)。就是说,广义相对论并没有预测暗物质存在,23%暗物质不过是对宇宙常数的生搬硬套。

由以上可见,“无限盘”的推算方式存在着极大纰漏,而由此贸然提出暗物质存在的假设,是极不严谨和理智的。

2.2.2 暗物质观测证据的质疑

由于暗物质观念早已深入的心,仅凭对暗物质理论证据的质疑,还不足以否定暗物质的存在。再看那些所谓的观测“证据”。

对于引力透镜效应的前置天体,是用质光比大小来描述其中暗物质的比重。但质光比中的质量计算方式,是以星系中可视物质密度随半径增大而趋于常量为前提的 [3] ,这个纯猜测性前提,显然与星系照片不符(见后文2.3.3节中的图2-7和图2-8)。再说,目前计算出的质光比结果,无论是星系内不同半径处进行比较,还是不同星系进行比较,皆不是常量 [4] ,所以根本无法估算暗物质比重,尤其星系中还存在有大量不发光天体,如黑洞、尘埃等。就是说,对暗物质含量的观测,目前并没有一个能够明确的样本,也没有统一的估算方法,即所谓“暗物质的探针”,实际上是建立在没有坚实依据的猜测性基础上,根本不能作为暗物质存在的证据。

图2-3是被称为“证明暗物质存在的最强有力观测证据”。其出发点为,“暗物质之间相互作用很弱,可以彼此穿过”,但“相互作用很弱”与暗物质的强大引力效应明显自相矛盾。可见, 这个所谓的“最强有力观测证据”,其依据是来自于一个几乎不可能成立的猜想

其实对于图2-3,完全可以从星系结构,得到很好的解释。太阳系按最小尺度-冥王星的公转轨道(0.00062光年)面积计算,是太阳自身所占面积的1亿多倍,而仅占太阳系质量0.14%的所有行星等加在一起所占面积,基本可忽略不计。这说明太阳系或其他恒星系的内部,是非常空旷的。太阳系与最近的毗邻星(Proxima)相距4.2光年,说明整个星系的内部更为空旷。星系之间的距离最小也得以几十万光年计,即星系团的内部更是其极空旷。由此可知,当两星系团发生碰撞时,大多数物质必将彼此无碰撞越过,而成为快速的低温物质。只有很少量的物质才会发生碰撞,形成慢速高温物质。可见,图2-3是个很正常的天文现象,根本不能成为暗物质存在的所谓“最强有力观测证据”。

对于图2-4的暗物质环,其照片经过了“分析、描绘”(在相关文献中没有查到有关“分析、描绘”的原理说明),很难说这里没有人为因素的影响,更看不出与暗物质有什么必然的逻辑关联。

通过以上质疑可知,暗物质的提出,不但其理论“证据”不能令人信服,实验“证据”同样不能令人信服。暗物质学说的建立,自始至终都没有离开人为主观因素的干预,且问题、矛盾重重,基本上无可信度而言。

再看目前寻找暗物质的状况,为了寻找暗物质,多年来科学家们提出了许多暗物质模型,如冷暗物质,超对称暗物质等,但到目前为止,都没有真正的、被大家公认的、能直接观察到暗物质的实验 [5] 。根据被广为接受的理论,太阳系周围的空间理应充满暗物质“雾”。但智利天文学家团队进行的迄今最大型的同类调查研究发现 [6] ,分析得到的质量数据与太阳系周围观测到的恒星、尘埃、气体等的质量非常吻合。这意味着,想在地球上直接探测暗物质粒子的实验,几乎没有可能。

2017年11月30日Nature杂志在线发表,世界上最强的中国暗物质探测卫星--悟空,在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动,但这不过是“悟空”获得的迄今最为精确的高能电子宇宙线能谱。早前的理论研究仅是认为,暗物质粒子湮灭或衰变过程产生的电子在能谱上,“可能”会出现“截断”特征,即这个“截断”是否来自于暗物质还只是个未知数。就是说,“悟空”测量到的“异常波动”,或许是来自超新星遗迹或是毫秒脉冲星等以外的某种宇宙射线源,所以说“悟空”成果,距离发现“暗物质”还很远很远。 wOlbv/EwwkLU0OTlMbuFHAE31OrZ0NniPsgzs85uN0gJrhwzUnzWpB8/mi0BePff

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