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解密暗物质共有400集,此为第52集。
1933年,加州理工大学的瑞士天文学家茨威基通过星系速度推断出星系团质量显得太大了,要比星系的质量多出几百倍。茨威基很快将星系团中隐藏的物质命名为“暗物质”。由于缺乏其他的独立观测证据,在之后的三十年里,暗物质的概念不时被人提起,但没有人认真对待。
1960年后,美国卡内基研究所的鲁宾和福特观测到所有的旋臂星系外围的恒星似乎都转得太快了,如果星系主要的质量只来自可见物质,那么这些星系外围的恒星应该早已逃逸而去。这些近邻的漩涡星系中至少应该包含比可见物质多6倍的暗物质,才能解释观测的旋转曲线。
大量观测事实证明宇宙中存在丢失质量,这是暗物质存在的一个关键证据,也是最早发现暗物质的一个证据。
之后,又发现子弹星系的引力中心和可见物质的中心不重合,即可见物质的中心与暗物质的中心不重合。这个关键证据的出现,让众多学者笃定暗物质一定存在。
另外,真空场也是暗物质存在的一个证据。真空具有质量、惯性等动力学特性,真空也具有电荷和自旋等基本粒子的性质,空间不会具有任何物质的特性,这些特性是真空中所散布的场态粒子所具有的。
总之,大量观测证据表明宇宙中存在大量“丢失质量”且远远多于可见物质,这是暗物质存在的一个关键证据。这些“丢失质量”会在子弹星系中与可见物质分离,发生碰撞与相互作用使可见物质与引力不匹配是暗物质存在的另一个关键证据。另外,基态真空具有动力学特性、基本粒子特性,这是量子场论所无法解释的。尤其是真空竟然有能量特性,还能测量其温度,绝对的真空不会有能量或温度。动力学特性、基本粒子特性、能量特性和温度特征都不是空间本身所具有的,都是处于散布于真空的隐身暗物质所赋予的。狄拉克从量子场论角度出发,把真空比喻成起伏不定的电子海,正电子和负电子旋转波包组成的系统实际上就是一种处于隐身态的暗物质。真空不应该具有任何能量,真空零点能实际上是暗物质的自身热运动。真空也不应该具有温度特征,实际上是暗物质的自身热辐射。人们所被熟知的宇宙微波背景辐射就是暗物质的自身热辐射,是唯一不能被屏蔽的电磁波。宇宙中的丢失质量远多于可见物质、丢失质量在子弹星系中与可见物质分离、基态真空具有动力学与粒子特性、真空零点能与真空温度特征等大量证据表明暗物质一定存在。
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