当我们谈论宇宙时,有些事物其实是可以通过观察来确定。
比如,我们知道在宇宙的早期,它更加炽热、稠密而均匀;
我们还知道,随着时间流逝,恒星和星系不断成长、演化。引力的作用在宇宙中形成了大尺度结构,随着岁月的推移,这些结构变得愈发复杂。
在这一切中,有一个谜题始终难以解开:我们知道宇宙中存在的普通物质无法完全解释所观察到的引力效应,也就是说,普通物质并不足以支撑宇宙的结构和稳定性。
这引出了一个关键问题:如果不是普通物质,那是什么在主导着宇宙的“暗面”?
我们目前的主流理论认为,这可能是一种称为“暗物质”的神秘物质。
虽然我们还不完全清楚暗物质的本质,但它是目前解释宇宙中未知引力效应的最佳候选物质。
那么问题来了:如果不是暗物质,也许只是光,是否有可能?
物理学家们提出了一个有趣问题:如果光能够解释我们所观察到的额外引力,那么为什么光不能成为暗物质的候选物呢?这一假设并非毫无道理,因为我们知道在宇宙中确实存在一种过量的环境光。那么,我们如何理解这些多余的光?
01 来自宇宙深处的多余光
星光、银河和银河系的辉煌夜空是我们常见的景象,但这并非宇宙的全部。
新视野号(New Horizons)探测器在冥王星轨道之外为我们带来了一个令人惊讶的发现——在远离太阳系尘埃的遥远宇宙中,存在着一种超出我们预期的“背景光”。
这些多余的光线并非来自我们所知道的任何恒星或星系,而是来自一个全新的、未解决的“宇宙光学背景”。
研究团队仔细分析了这些多余光的来源,剔除了各种可能的光线干扰:仪器噪音、散射的阳光、来自离轴恒星的光、飞船自身的推进效应等。
然而,即便在剔除这些干扰后,依然存在着明显的光线过剩。最终,科学家得出结论,这些光的强度是预期值的两倍,也就是说,这里确实存在一种弥散、未解的“宇宙光学背景”。
02 过量的光能解释暗物质的现象吗?
然而,尽管这些多余的光线确实存在,光子却无法解释暗物质所带来的引力效应,原因主要有两点。
首先,这些光的总能量实在微乎其微——每平方米空间仅仅几十纳瓦的水平。尽管光可以在时空中弯曲,但它的能量形式是辐射而非质量块,而引力效应只有在物质具有非零静止质量时才会显著表现出来。
宇宙中所有光子的总能量密度仅占宇宙总能量密度的0.01%,与暗物质27%的能量需求相比微不足道。
因此,即便光的能量是当前的数倍甚至数百倍,它也无法满足解释暗物质的需求。
其次,光子本身没有静止质量。
根据相对论原理,光子之所以能以光速运动,正是因为它们的静止质量为零。如果光子拥有静止质量,那么它们的运动速度将不再是光速。这种假设违背了我们对光子的基本理解,甚至被多项天文观测证据所排除。
03 光子有静止质量的假设是否成立?
就在引力波和伽马射线信号到达几个小时后,光学望远镜就能够实时观测到爆炸发生地点的亮度变化。2017年的这次事件使我们能够对引力和电磁学的不同情景进行巨大的限制,特别是考虑到伽马射线的第一个光信号在引力波信号完成后仅仅1.7秒就到达了,穿越了大约130,000,000光年的距离。(图片来源: P.S. Cowperthwaite/E.Berger/DECAm/CTIO)
2017年发生了一次划时代的观测事件。8月17日,费米伽马射线暴(GRB)探测仪记录到了一组高能光子信号,与此同时,LIGO和室女座(Virgo)引力波探测器也检测到一个来自天空的引力波信号。
这一信号来自两个紧凑天体的合并事件,科学家推测这是两个中子星相撞后形成的引力波。令人惊讶的是,仅仅1.7秒之后,这些伽马射线光子到达了地球的观测器。
这两股信号在穿越了1.3亿光年的距离后几乎同时抵达,时间差仅为两秒钟。
考虑到宇宙的浩瀚,这一微小的时间差意味着,如果光子具有静止质量,这种差距会在更长的距离上显得更为明显。
换句话说,即便光子拥有微小的质量,它的大小也必须极其之小,才能与引力波并驾齐驱穿越宇宙。
事实上,光子的静止质量上限非常之小,远小于质子质量的十亿分之一。这样的微小质量几乎无法对宇宙中的引力效应产生显著影响,因此即便光子具有静止质量,它也不足以充当暗物质的替代品。
在宇宙中形成的暗物质结构(左)和由此产生的可见的星系结构(右)在一个寒冷、温暖和炎热的暗物质宇宙中自上而下地显示出来。根据观测,至少有98% 以上的暗物质必须是冷的或者是暖的,热的就被排除在外了。在不同尺度上对宇宙许多不同方面的观测都间接地指向暗物质的存在,但是直接探测实验还没有发现暗物质的粒子。(图片来源: ITP,苏黎世大学)
04 那么光子能否在星系范围内扮演暗物质的角色?
即便光子可能具有微小质量并在某些条件下被“困”在星系中,它们的表现也无法像暗物质那样主导星系的引力结构。
因为即便拥有静止质量,光子的总能量仍然远低于暗物质所需的总质量。这意味着光子无法产生足够的引力来稳定星系,也无法解释宇宙中大尺度结构的形成。
从观测数据来看,星系外围恒星的旋转速度与暗物质的存在密切相关。普通物质无法解释这种引力效应,而光子的微小质量不足以引起相应的引力作用。
既然光子无法解释暗物质,那么科学家们的目光转向了其他粒子,比如“轴子”——一种假设中的暗物质候选粒子。
轴子在一定条件下可以转化为光子,并且可能在宇宙早期形成时便具有冷暗物质的特性。
此外,还有一种被称为“暗光子”的粒子,它们具有质量,能够产生引力效应,或许可以作为暗物质的候选。
与光子不同,轴子和暗光子可能是宇宙大尺度结构形成的重要因素,它们或许在宇宙早期便以冷暗物质的形式存在并发挥作用。
尽管我们对暗物质的了解尚有限,但未来的实验或许能够揭开暗物质的面纱,甚至可能带来超越现有标准模型的突破。
结论
虽然光在宇宙中无处不在,但它并不足以解释暗物质现象。
即便光子具有微小质量,它也无法达到暗物质所需的能量密度。而真正的暗物质——无论是轴子、暗光子还是其他未知粒子——则是塑造宇宙大尺度结构的关键。
随着观测技术的进步,我们或许将更接近解开暗物质之谜,揭示宇宙最深处的奥秘。
天地人都是不均匀变化的电磁场,人之间有引力和斥力,二都相互依存和转换。天、地、物都是如此。 作用(付出、因)与反作用(回报、果),做好(强)自己。物理说实验、文献报告, 天地人都是变化不均匀的电磁场,只是大小而异。 万有力与电磁力的统一是:物体(粒子、星球)之间不但有引力还有斥力,二者相互依存、相互转换,都是电磁力,质量也跟随变化。中子、原子是带电的,物体是带电的。物体内外都有变化的电参数,还有变化的机械参数。能解释太多的现象,包括人类社会现象。宇宙、地球、动植物是个大化工厂。 黑洞是一台非常大的水泵(风机) 真空有电流 时间是事物变化过程! 光内外同样有引斥力及转作用 有作用力就有反作用力,是基本平衡的,多善出少入积德。宇宙有平衡法则 从黑洞到量子,再到人都会纠缠,光子内外也有引斥力。
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悖论斯坦五大骗术V3: ——1.蔑视自然搞反公理假说。绝对速度,相对时空,无源场,,, ——2. 数学冒充物理,假说演绎方程,搞虚幻数学“物理”概念。数学相对时空、数学质量、数学能量。相对速度无穷多,有高低速之分吗?光是绝对速度钉子户?力与质量有宏观微观两套规则?数学冒充物理追不上芝诺乌龟,笑死人。 ——3. 以稀奇不确定性精度和认知进化攻击确定性万有引力绝对真理。不变现象1+1=2是自然本质绝对真理,需要修正吗?宏观电磁理论描述微观粒子电磁行为当然不行,两朵乌云和光电效应矛盾都证伪了电磁理论,骗子却借机祸害伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,搞二象性,以干涉衍射否定光是粒子,又去解释粒子/电子干涉衍射,祸害认知自然的确定性根基。 ——5. 无中生有的假说(鬼)解释稀奇谎称证明全称命题,且无耻于悖论,诱骗别人证明没有鬼,搞万能骗术!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称假说是欺骗。 (B).忽视了水星电磁力等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学思想与批判精神缺一不可,批判异常艰难也不应包容悖论欺骗!)
宽容失败不是包容欺骗!天气预报礼拜天没有雨,悖论斯坦跳一段祈雨舞,结果礼拜天真的下雨了。证明了悖论斯坦就是真大仙??鼓吹悖论斯坦骗子的“背后作者”显然是一个搞科研的读书人。搞了什么项目骗国家??还要挖空心思地祸害人民的子孙??
质量是凝聚态能量!所以光子静止质量(如果🈶的话)换算式为E/c2……暗物质🉑视为“休眠态”能量?其实是各种“场物质”搅和成的能量“汤”!可懂?[并不简单]
光的对立面就是暗[呲牙笑][呲牙笑]
古希腊哲学 —— 真理是不变的现象/规律。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流,指南针,能量守恒,1+1=2,相对速度,…都是不变的现象(规律)/真理/知道/确定性。真理来之不易,却都是简单的,也是不证自明的(不变现象)无法证明的(全称命题),可证伪。号称人人不知的空间弯曲是真理,胡编人人可知的时间是虚幻!是缺德笑话。科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,❌鼓吹不确定(不知道)是鬼迷心窍丧心病狂。❌号称“相对真理”是骗术。时间空间不变的现象是绝对真理,比如,1+1=2,万有引力定律等等。仰望星空敬畏自然的地心说进化了,地心说依据的不变现象变了吗?当然没有。绝对诚实/绝对真理是自然的本质。——真理是确定性100%没有误差,具体现象无限复杂,母鸡飞都在影响太阳,预测计算观测任何具体现象(比如天气预报)必有误差/不确定。光线偏折与水星进动,有电磁力等无穷多因素影响,当然有计算误差。虚假的高精度计算是悖论斯坦的搞骗伎俩。⭕️真理都是预测未来的全称命题,永远无法证明证实,一次即可有效证伪。任何诠释解释号称证明真理,都是骗术!
光子有质量,你觉得它怎么携带和传播信息?光子有质量,你觉得光的速度是多少?光子有质量,哪怕是单纯一个原子核,你觉得它能不能灭世!
能感知到的东西都拥有质量[点赞][点赞]
光子论和相对论都是谬论!目前对粒子的加速手段都是靠电场或者磁场还有万有引力,而电磁场及引力的速度就等于光速,所以目前任何物质都不可能加速到光速,因为接近光速时电磁场对其作用力就按指数级变小了!这类似于异步电功机,在没有外力作用下旋转磁场永远都不能把转子加速到同步速度,因为当转子转速越接近旋转磁场速度时,旋转磁场对转子的作用力就越小。电磁场对粒子的加速也是同样道理。并非是其质量增加了,而是电磁场对其的作用力变小了!回旋加速器加速粒子时粒子速度接近光速时磁场对其的约束力变小也是这个道理,并非是其质量增加了,而是带电粒子在高速运动时同时会产生磁场,当磁场到达一定的强度就会出现磁饱和现象,这时回旋加速器对带电粒子的约束力就会迅速变小,从而无法继续对粒子进行加速。