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暗物质与宇宙10-光的本质问题

已有 55 次阅读 2024-7-15 06:56 |个人分类:暗物质与宇宙模型-第二版|系统分类:科研笔记

暗物质粒子由正反粒子构成,暗物质与正反粒子可以相互转化,这是解开现代物理与现代天文的唯一正确路径。光的本质问题

我们生活的世界五彩斑斓,绚丽多彩,各种事物都呈现出不同的色彩,这些都是光的作用。光与人们的生活密切相关,不仅展现事物绚丽多姿的一面,也为生命提供了生存所需的能量。自古以来人们探索光的脚步就从未停止过。

17世纪中期科学界曾创建了对于光的本质认识的学说,牛顿的微粒说与惠更斯的波动说构成了关于光的两大基本理论,并由此产生激烈的争议和探讨。科学家们就光是波动还是微粒这一问题展开了一场旷日持久的拉锯战。因牛顿在学术界的权威和盛名,所以微粒说一直占据着主导地位。

进入19世纪,托马斯·杨用波动理论成功地解释了干涉现象。之后不久,法国物理学家菲涅耳更是以严密的数学推理,从横波观点出发,圆满地解释了光的偏振,并定量地解释了衍射。至此,波动说彻底战胜微粒说,光学发展进入了新时期。英国物理学家麦克斯韦通过对电磁现象的研究,建立了电磁学,并将光和电磁现象统一起来,认为光就是一定频率范围内的电磁波,从而确立了波动说的地位。

20世纪初,爱因斯坦提出光量子理论,认为光既是微粒又是波。一场持续了300多年的波粒之争似乎落幕,然而人们对光本质的探讨并未就此终止。

任何两束交叉光只能叠加不会碰撞。光子不会碰撞意味着体积为0。光子体积为0就不会发生镜面反射,实体粒子交叉相遇只能碰撞不会叠加。在任何空间内都找不到体积为0的物体物质,这也就意味着光子不是实体粒子,只是虚拟粒子。

有且只有介质能够改变光的传播速度与方向;光子不会受到任何力,不会有加速度,但却在不同介质里速度不同。介质密度变化致使光子速度变化,但光子不会受到任何阻力和动力,也不会测量到光子的加速度。

从上述分析来看,机械波与电磁波没有任何本质区别,作用机理相同,传播机制相同,而且折射、反射等各种物理性质是一致的,描述它们的物理量也是相同的。然而,迈克尔逊莫雷实验和光行差矛盾已经彻底否定了只有灵魂没有肉体的以太存在。虽然还有很多人一直想救活以太,但在绝大多数人的心目中,以太早已尸骨无存了。

长期以来,人们一直认为真空中什么都没有,空无一物。但随着科学的发展,人们发现并非如此,所谓的真空具有一定的物理结构,也具有物理实在性。著名的卡西米尔实验就是一个典型的例子。真空中放置两块不带电的薄金属板,当两块金属板靠得非常近时,就会出现使两块金属板相互靠近的力,这种力量来自真空,准确地说是来自真空中的量子涨落。真空不空,具有质量、惯性等动力学特性,也具有电荷、自旋等基本粒子特性,而且还具有能量特性,更具有温度特征。基态的真空不该具有任何物质特性,更不会有温度,这意味着真空里隐藏着大量粒子。

真空中隐藏的粒子到底是什么?这种粒子的最大特性就是隐身特性,采用各种手段都很难使其直接现身,只能通过间接的手段来探测它。但这种隐身的物质具有质量、惯性等动力学特性,也具有电荷、自旋等粒子特性,还具有能量特性与温度特征。可以确认,真空中隐藏着大量粒子,但迄今仍不知道这些粒子的组成与具体构造,也不知道为什么这些粒子具有隐身特性。

与此同时,大量观测证据表明,宇宙中存在着大量丢失质量,这些丢失质量能在子弹星系中与可见物质分离,并且这些丢失质量能够赋予真空动力学特性、基本粒子特性、能量特性与温度特征。这些丢失质量就是各国科学家苦苦追寻的暗物质。暗物质由于引力存在而聚集在星系周围,又由于斥力存在而散布于整个宇宙空间,且存在一定的密度梯度。

真空中隐藏着大量粒子,这些隐身粒子是量子场论的物质基础。同时,宇宙中占绝大部分质量的暗物质也是隐藏于真空中。麦克斯韦方程完美地统一了电与磁,断言光是电磁波,并预测电偶极子的存在。赫兹实验完美地验证麦克斯韦的理论,证明光是电磁波,且证明电偶极子的存在与传播机理。量子场论与暗物质均以正反粒子为研究对象。

真空的动力学特性、基本粒子特性、能量特性与温度特征都不是其本身所具有的,都是散布于真空的隐身暗物质粒子所赋予的。狄拉克从量子场论角度出发,把真空比喻为起伏不定的电子海,正电子和负电子旋转波包组成的系统实际上就是处于隐身态的暗物质。

量子场论成功地解释了场的产生机理与传播机制。这是一个非常成功的理论,精确度可以达到小数点后13位,这是物理学乃至整个科学界最伟大的成就之一。所有的场都通过电磁波传递,所有电磁波的传递都意味着波源的场的变化。实际上,场物质形成场,场的变化传递形成电磁波。

总之,光的本质问题一直困扰着物理界,几百年的波粒之争并没有阐述光的本质,仅仅知道光具有粒子性和波动性的两个表象,只能囫囵吞枣地给出了光的波粒二象性。然而,迄今都没有解释粒子性的粒子相互作用机理,波动性的能量波动传递机制。现代物理学与天文学的主要错误均始于光的本质误判。光的波粒二象性之后,这个模棱两可的表象掩盖了太多科学本质,也引发了后续连环错误,出现了大量的矛盾与不自洽。并且在不明真相的情况下,将波粒二象性不断推广开来,进而带来更多更大的问题。实际上,有且只有介质才能改变光的传播速度与方向。如果光不需要任何介质,那么各种场论就十分荒诞了。量子场论已经十分接近发现光的本质,几乎已经找到了场态粒子。实际上,量子场论认为正电子和负电子旋转波包传递电磁波,正电子和负电子构成的场态粒子是光的传播物质。光子是微观层面粒子直接相互作用电磁力,是宏观层面此起彼伏电磁波传递的能量。这样不仅能够诠释粒子间直接作用表现的粒子性,也能完美阐述粒子间不断相互作用传递电磁波表现的波动性;不仅能更好地解释迈克尔逊莫雷实验与光行差的矛盾,更能解释物理学与天文学的诸多矛盾与不自洽

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