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牛津物理學家新理論可破解暗物質之謎
宇宙中最令人崩潰的謎團不外乎暗物質與暗能量﹐明明占據宇宙總質量95%﹐卻行蹤成謎﹐摸不清本質。不過現在﹐牛津大學天體物理學家Jamie Farnes提出暗物質與暗能量其實是種隨時間不斷生成的「負質量」暗流體理論﹐竟輕鬆解釋了所有疑點。重要的是﹐這套理論與廣義相對論相容﹐無需顛覆愛因斯坦。
負質量(negative mass)是理論物理學中一種假設的物質形式﹐其質量正負值與正常物質相反。這裡務必要注意的是﹐「負物質」與「反物質」(antimatter)是完全不同的概念﹐負物質擁有負質量/負能量﹐但反物質擁有正質量/正能量﹐且反物質與普通物質一樣受重力場吸引﹐但負物質不受重力場吸引﹐反而受其排斥﹔也可以說﹐如果你推動一個負質量物質﹐它不會順著你的力量遠離﹐反而會靠近你。
過去已經有科學家提出負物質概念﹐但過去認為負質量粒子會隨著宇宙膨脹而變得稀薄﹑分散﹐排斥力也隨時間推移變弱﹐與實際觀察到的宇宙正加速膨脹且充滿暗物質﹑暗能量結果矛盾﹐科學家只好將理論丟到一旁。
現在Jamie Farnes稍加修改愛因斯坦的廣義相對論﹐提出新的負物質其實一直隨著宇宙膨脹不斷生成。此前﹐穩態理論(Steady State Theory)也假設過新的(正)物質會隨著宇宙擴張不斷產生﹐使宇宙符合完美宇宙學原理(Perfect Cosmological Principle)﹐但觀察表明該理論不正確﹔而Jamie Farnes修正後指出﹐穩態理論的假設並不包括負物質在內。
認定暗物質與暗能量都是一種負質量流體後﹐Jamie Farnes以此開發一套3D電腦模型﹐看看是否能解釋星系的暗物質暈構造。正常來說﹐星系的旋轉速率應該隨著與核心距離增加而減少﹐但實際觀測發現﹐星系外側旋轉速度並未如預期減少﹐而是與內側持平﹐因此科學家提出外側有暗物質暈填充﹐方能解釋星系外圍不至於因過大離心力而脫離。
而Jamie Farnes的模擬結果證實﹐帶有正質量物質的星系會從各方向吸引負質量物質(暗物質與暗能量)﹐負物質又對星系施加排斥力﹐能使星系以更高的速度旋轉﹑不至於撕裂自己。看起來﹐這套新理論不需要顛覆愛因斯坦﹐不需要萬有理論或修正牛頓理論(MOND)﹐就可以解釋宇宙那些神祕的缺失質量了。
Jamie Farnes希望可以使用下一代巨型無線電望遠鏡「平方公里陣列(Square Kilometre Array﹐SKA)」來證實負物質說法﹐該望遠鏡陣列正在建造中。如果Jamie Farnes的理論正確﹐我們將能修正目前天文學家廣泛認同的宇宙ΛCDM模型(LambdaCDM Model)﹐認清暗物質與暗能量的本質﹕也許我們只是忘記在物質前面加上一個簡單的減號。
...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><div></div> 暗物質跟暗能量是兩樣不同的東西吧，兩樣名詞被創造出來是為了解釋銀河過快轉速和宇宙膨脹吧，雖然現在仍未解釋到。
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