「暗能量」及「暗物质」
作者:张嘉年E-mail:tai_ning@163.com
「暗能量」及「暗物质」
「暗能量」(dark energy),简单的说就是与「宇宙万有引力」完相反的「(反)宇宙万有斥力」简称「反引力」(antigravity force).
早在90多年前,爱因斯坦就推论出「反引力场」(antigravity field)的存在,他称为「宇宙学常数」(cosmological constant),亦称为「宇宙项」,符号为L. 因为有「宇宙学常数」的「反引力」平衡「引力」,故爱因斯坦认为本宇宙是「静态平衡」的,后因发现「哈柏定律」(Hubble’s law)证明「本宇宙」并非「静态」的「平稳不变」,而是「动态」的「膨胀」,同时当时在科技上,亦根本无法证明「宇宙学常数」这个「反引力场」的存在,而且,后来又发现宇宙中有非常多的「黑洞」(black hole),因为「黑洞」具有「强大引力」,而「大型黑洞」甚至能吸入百亿个「太阳」. 由于有这么多的「黑洞」存在,且「黑洞」又能拥有如此「巨大的质量」,因此足以证明「宇宙」不但会「膨胀」又会「收缩」, 绝不是爱因斯坦所认为本宇宙是「静态平衡」的,,因此,爱因斯坦最终以认错收场,并收回了「宇宙学常数-L」的理论,但近年来却发生了大翻盘.
1998年宇宙科学家发现「Ⅰa型超新星」(type Ⅰa supernova)释出的「红移」(red shift)正不断在拉长,这代表本宇宙正在「加速膨胀」(accelerative inflaton),是什么「力量」能把整个庞大的「本宇宙」加速往外拉, 这必然是一股远大于整个本宇宙「引力场」的强大「反引力场」,宇宙科学家,并因此推算出本宇宙早于50亿年前就已开始「加速膨胀」,且这股超强大「反引力场」不但碓实存在,还完全包围着「本宇宙」. 根据2001年NASA发射的「威金森微波异向探测器」(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe),简称「WMAP卫星」(见下表,图)藉其高精密的分辨率(Resolving power)已推算出这个超强「反引力场」的能量为「本宇宙」已知物质「总重量(能量)」的15.7倍,因此美国宇宙学家M.Turner为这个超强「反引力场」取了个新名字,就叫作「暗能量」(dark energy),
「暗物质」(dark matter)为结合-恒星, 星系,及超星系团的「不可见物质」(invisible matters), 甚至就存在你我身边,而无法为人发觉. 宇宙中有各种不同能量层级的「暗物质」.「暗物质」即前述各层级「微子」(字尾加ino的粒子)加上「超粒子」(字头加S的粒子)的「超对称伴随子」总称. 且「暗物质区」亦为「10维时空」之间的「能量转换区」. 「暗物质」一词的定义,最早于1933年,由瑞士美籍天文学家-弗利兹.瑞基(Fritz Zwick) 首先提出, 后再经过荷兰天文学家强. 欧特(Jan Oort)于1950年, 推论出太阳系最外围有「欧特云」的笼罩, 自此「暗物质」理论, 得到天文学界的广泛认同,最后直到1990年代才获碓认.
下表为WMAP卫星2008年3月所观测的最新宇宙数据
| 可见宇宙的年龄 |
137亿岁(±1.2)亿岁 |
| 普通物质(ordinary matters)比率 |
4.6% |
| 暗物质(dark matter)比率 |
23.3% |
| 暗能量(dark energy)比率 |
72.1% |
| 哈伯常数(Hubble constant) (即宇宙膨胀速度的常数值) |
70.1(±1.3)公里/秒/百万秒差3.26光年 |
| 宇宙放晴- 即原子形成的宇宙时间 |
宇宙大霹雳后37.6万年 |
| 宇宙是近乎平坦的 |
故可观测137亿光年宇宙,仅宇宙的小部份 |
| WMAP卫星全名: |
「威金森微波异向探测器」: Wilkinson Microwave Anisotropy Probe |
注:超弦理论中与「暗能量」及「宇宙常数L」同意义的场:
1.反德西特空间(anti-de-Sitterspace)
2.反对称张量场(antisymmetrical tensor scalar field)
3.拉蒙标量场
以上均带负的能量,负的曲率及反引力,都是「反(能量)宇宙」的基本特性
下图-26维(内)外斥力场即超光速-迅子场1
附录:反宇宙的粒子-超光速-迅(快)子
「迅子」(tachyon):
又称为:快子(faston),速子.是一种理论上「超光速」的次原子粒子,而且
「迅子」是「反引力」(斥力)的粒子,并以虚数i作为表达,共有3种「迅子」:
第一种是「正能量迅子」:放出能量,不断加速超光速而回到过去的迅子.
第二种是「0能量迅子」:过去,现在,未来同时存在的超时空迅子.
第三种是「负能量迅子」:吸收无限能量,进入无限未来的迅子.
三种「迅子」都相当不可思议, 就像虚数i及－i一样,表面上不存在,一旦相乘,又会产生实数,三种「迅子」也一样,相互迭加后,又会回到物质宇宙.「迅子」与一般相对称为「慢子」(tardyon)的物质粒子,几乎无相互作用,故在能量,动量图中为虚数的「类空面」(spacelike),也就是说不存在于正常宇宙时空中. 故为反宇宙粒子(此反宇宙绝非由相反电荷及自旋的反粒子所组成的宇宙,而是反万有引力的斥力宇宙,1998年发现的暗能量正为斥力).此外,「迅子」的其它特性大略如下:
1.永恒以「超光速」运动,吸收能量,超光速就减速,放出能量,超光速反而加速
2.正能量迅子为有限超光速,零能量及负能量迅子为无限超光速.
3.顺宇宙旋转方向,超光速运动,会进入未来. 逆宇宙旋转方向,做超光速运动,则回到过去.
4.存在于无限小的黑洞中及宇宙外无边界的暗能量中
因为是由「狭义相对论」所衍生出的假说粒子,故「超光速现象」的物理法则,就称为「超光速-相对论」(Meta Relativity)
而「超光速-相对论」的四项与三度空间完全相反的「物理定律公式」
其公式如下:
(1).万有斥力换算公式: -F=GMm×r2
根据「牛顿-万有引力」公式为:F=GMm/r2即「万有引力」的「作用力」与二物体「距离的平方」成「反比」,就是说:二物体「距离」愈远,「万有引力」的「作用力」愈小.
但「万有斥力」公式却为: -F=GMm×r2即「万有斥力」的「反向作用力」却与二物体「距离的平方」成「正比」,也就是说二物体「距离」愈远,「万有斥力」的「反向作用力」反而愈大. 正因为如此,反宇宙「万有斥力」的「暗能量」才「加速」了现今「本宇宙」的「膨胀」.也因而「本宇宙」的「引力场」,就愈拉愈远,此为「引力扩散效应」.
(注:1.「重力常数」-G,因为不同的「正宇宙」而有不同的「值」.
2.M与m为二物体的「质量」.
3.r为二物体的「距离」)
(2).时间转换公式t0=t＊ -愈快的「超光速」,时间流动的愈快, 因此「迅子」能将宇宙极其长久的时间,浓缩成-无限短的「一剎那」,而于「剎那间穿越宇宙」,一闪即逝,正因如此,任何科学仪器均「难以捕捉」到「迅子」,此为「时间浓缩效应」亦可解释为: 「剎那永恒效应」
(3).空间转换公式l＊=l0 -愈快的「超光速」,「迅子」愈为扩大.意即进入「超光速」后,随「超光速」的加快,由「迅子」组成的「超空间」亦随之扩大包围「宇宙星系」,此为「空间扩大效应」
(4).质量转换公式m＊=m0 -愈快的「超光速」,「迅子」质量愈小,「迅子」会「吸收」及「放出」能量. 正如前述,当
「迅子-吸收能量」时,为「减速-超光速」. 而当「迅子-放出能量」时, 则为「加速-超光速」. 故「0质量-迅子」或「负质量-迅子」,均呈现为:「无限快的超光速」,及「无限大的超空间」,
此为「质(能)量收放效应」.
由上述可知,「反宇宙:超光速-迅子」的本质,实为内,外包围「各级粒子」及「各层宇宙星系」的「超时空场」,且具有包围「宇宙-内,外时空」的「四大 效应」:即:
1.「引力扩散效应」
2.「剎那永恒效应」
3.「空间扩大效应」
4.「质(能)量收放效应」.
(注: t0-固有时间, t＊-超光速时的时间, l0-固有大小及空间, l＊-超光速时的迅子大小及空间, m0-固有质量, m＊-超光速时的质量, V-超光速, C-光速)
下图-26维(内)外斥力场即超光速-迅子场2
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