暗物质与暗能量（下）

作者：刘文旺

三、不存在的暗能量、暗物质

1、天文观测事实

科学家们根据普朗克望远镜的观测数据研究认为，宇宙中只有4.9%是普通物质，26.8%是暗物质，还有68.3%是暗能量，暗物质维系着星系、星系团的运转、暗能量却在不断地加速宇宙的膨胀。

真空是什么，真空中存在不发光的暗物质、暗能量吗？

我们先看看对暗能量、暗物质的寻找。

2008年11月20日，《Nature》上发表了中国天文学家、中科院紫金山天文台研究员常进，与国外同行合作的宇宙高能电子空间观测新发现《宇宙电子在3000-8000亿电子伏特能量区间发现“超”》。人们推测这是暗物质粒子湮灭的可能证据，从而“证明”了暗物质的存在。

暗物质分布

并将介绍论文第一作者为主的专访，刊登在同期刊物上。该项研究成果引起科学界广泛关注。此外，英国的《新科学家》（New Scientist），美国《》（New York Times）、美国航空航天局科学中心，等国外主流媒体都将在11月20日或稍后对该成果进行报道。评论普遍认为，该观测如果被证实，将是人类第一次发现暗物质粒子湮灭的证据。

据俄罗斯一个包括俄罗斯莫斯科物理技术学院科学家迪米特里-戈尔布诺夫、俄罗斯核研究所试验物理部科学家伊格尔-特卡切夫和新西伯利亚国立大学科学家安顿-楚迪金等科学家的团队研究发现，自从宇宙初期以来，一些不稳定的暗物质就已开始逐渐衰变，从组成暗物质的某种形式的粒子变成更轻的粒子。这一发现从某种角度上看，证明了宇宙中存在大量的看不见摸不着的，并通过其引力维持着一个个系统的运转的暗物质。

现有理论认为暗物质是一种拥有质量的物质，因此它具有万有引力。不过，它并不像普通物质那样通过电磁学机制进行交互，由于暗物质不会反射或吸收光线，因此在天文观测中找不到他们的踪影。其实，迄今为止，科学家们对暗物质的了解仍然很少，甚至都不知道它究竟是由何种粒子组成的。不过，大多数科学家都认同，这种不稳定的物质占宇宙中所有物质的五分之四左右。

据英国物理科学新闻网站报道，科学家1月29日在阿奇夫论文预印本网站上发表报告称，美国航空航天局的钱德拉X射线天文台的数据显示，以特定能量发出的超量X射线令图表上出现一个隆起。科学家们认为这种现象体现了暗物质的存在。

但是，一些天文观测却给出了相反的结论。

银河系是我们太阳系所在的星系，最利于我们展开暗物质的研究。

在大视场望远镜所拍摄的天空照片上，科学家发现了大量的暗于14星等，不到半个太阳质量的M型矮星。由于太阳位于银河系中心平面的附近，从探测到的M型矮星的数目可推算出，它们大概能提供银河系应有失踪质量的另一半。且每一颗M型星发光，有几万年。所以人们认为银河系中一定存在着许许多多的这些小恒星“燃烧”后的“尸体”，足以提供理论计算所需的全部不发光质量物质。

宇宙中的星系团，一般由成百上千个星系组合而成，其半径达数百万光年。星系团的特点之一是其中有大量炽热气体，温度在1000万到1亿摄氏度之间。欧洲航天局的XMM牛顿天文望远镜捕捉到了古老的遥远星系团发出的X射线。科学家对此进行分析后得出了这些古老星系团中炽热气体所占的比例。他们将这些数据与距地球最近的最年轻的星系团中炽热气体所占比例进行了比较，结果发现二者没有差别。

科学家认为，只有假设宇宙中没有暗能量才能解释这一现象。

科学家们发现螺旋星系NGC 4736的旋转，完全可以依靠可见物质的引力来解释，也就是说这个星系没有暗物质或者暗物质很少。

从这里的分析我们已看出，这里关于暗物质或暗能量的发现，实际上都不是直接证明了这两种物质的存在。也就是说，到目前为止，在天文观测上还没有直接的证据证明暗物质或暗能量的存在。而且存在大量的事实说明，一些星系的运转完全可以不需要暗物质的存在。

实验物理学家，美籍华人丁肇中的暗物质探测器发现了大量的正反电子对等高能粒子，但是，丁肇中认为是否发现了暗物质还没有确定的结果.

2、地面上的实验室观测事实

     暗物质粒子全称微相互作用有质量粒子（WIMP），一般认为有两种暗物质粒子：一种是大质量弱相互作用的中性子。这是一种粒子超对称模型中提出的粒子；另一种被称为轴子，是一种非常轻的粒子。

     关于暗能量有两种模型，一种是从宇宙项出发，假设存在的一种均匀充满空间的场；另一种则是一种随时间与空间不断变化的动力场。

     人们一般通过其与常规粒子的相互作用或自身的衰变、湮灭等过程产生的射线来寻找。暗物质间接探测就是在宇宙线中寻找暗物质湮灭或者衰变产生的信号,表现在宇宙线能谱上就是各种超出。因此，实验中需要准确区分宇宙线的种类,并且精确测量宇宙线的能谱。

宇宙线各成分的能谱

     一个美国地下探测暗物质实验组，名为CoGeNT，声称看到了暗物质踪迹，置信度2.8标准误差，也就是比99.5%稍小一点。但并没有得到人们的认可。

中国暗物质探测实验PandaX位于锦屏山隧道中部，上方便是巍巍锦屏山。

中国锦屏地下PandaX实验设备

    中国的PandaX-II暗物质探测国际合作组，最近在物理学国际顶级学术期刊——《物理学评论快报》发表了500公斤级液氙探测器低本底运行80天的暗物质探测结果。这是目前世界上正式发表的灵敏度最高、曝光量最大的液氙暗物质探测结果。这个结果比美国LUX合作组2015年正式发表的在大质量区原世界最灵敏结果好了近3倍。

   中国锦屏地下实验室Pan-daX（熊猫计划）实验负责人季向东博士7月21日在英国举行的两年一度的国际暗物质大会上正式公布了PandaX二期500公斤级液氙暗物质探测器运行的第一个物理结果，结果显示：未发现暗物质粒子踪迹。

PandaX实验，首次采用了110个新型三英吋的光电倍增管来进行记录。最新结果相当于3.3万公斤的氙原子在一天时间内没有和这些暗物质粒子发生过一次碰撞，或者一公斤的氙原子在3.3万天里没有发生过一次碰撞。

此外，为了寻找暗物质，中国过海发射了探测卫星“悟空”

到目前为止，世界范围内的关于暗物质的寻找，已经有数十年了、暗物质的探测实验都没有给出直接的可靠结果。暗能量的寻找也是零结果

悟空

零结果意味着什么？

3、暗物质、暗能量物质的本质分析

科学家们一般认为暗物质粒子可能是奇异粒子，最新计算机模型显示：暗物质并非由重粒子组成，但这只是模拟而不是现实。

（1）、宇宙中只有4.9%是普通物质，26.8%是暗物质，还有68.3%是暗能量。这就产生了一个问题，暗物质、暗能量粒子之间的相互作用是什么？为什么含量最少的普通物质聚集在一起形成了我们见到的各种宏观的物体、恒星、星系、星系团等，而含量对的暗能量、暗物质并没有聚集成各类天体？

   （2）、暗物质、暗能量都有质量，它们充满在宇宙空间中。而且，由微波背景辐射的对称性分布可知，宇宙中天体得分不是均匀的，由于暗能量、暗物质在宇宙大爆炸中产生，那么这些物质的分布也应该是均匀的，不然，其作用里会改变我们熟知的天体，使其失去这种对称性，而此不是事实。这就产生了一个问题，其拥有质量，必将对宇宙中的各级天体的运动产生阻力，从而使宇宙中的天体的运动速度逐渐减小，直至最后停止下来。但这也不是事实。宇宙中的天体自诞生以来已经存在、运转了接近138亿年。这是为什么？在我们太阳系中

不见停息的宇宙运动

存在大量的行星，这些行星的稳定运动的存在，否定了拥有惯性的任何粒子的存在。

   （3）、科学家们认为，现在的高能粒子加速器中产生的温度已经达到了宇宙诞生时的温度，产生了各种高能粒子，但是我们为什么没有发现构成暗能量、暗物质的粒子那？尤其是，宇宙中4.9%是普通物质，26.8%是暗物质，还有68.3%是暗能量，那么，在我们高能粒子加速器中也应该按这样的比例，产生普通粒子、暗物质、暗能量，而此不是事实，这是为什么？

  （4）、暗物质与我们熟知的物质是相互吸引的，则在宇宙的近138亿年的演化中，环境中我们熟知的物体应该有暗物质的附着。而且，由于暗物质粒子并没聚集成物体、天体，因此，主要体现在这些小质量的暗物质粒子，在宇宙天体的引力的作用下，应该逐渐聚集在我们见到的普通物质之上了，但我们为什么没有发现他们的存在。尤其在各种粒子反应如各种粒子的衰变过程中，没有见到暗物质粒子、暗能量粒子那？而反应中的能量守恒、动量守恒现象也否定了暗物质粒子、暗能量粒子的存在。

  （5）、暗能量驱散了巨大的星系，但为什么没有驱散与普通物质有引力相互作用的暗物质，使其仍处于星系中维系着星系、星系团的稳定运行？

  （6）、粒子是由光子产生的，并且正反粒子发生湮灭时会释放消除光子，为什么暗物质、暗能量物质不与光子发生相互作用那？

  （7）、暗物质粒子、暗能量粒子之间应该是相互排斥的，不然，他们早该聚集成宏观的物体甚至天体了。这种彼此间的相互斥力是怎样产生的。若真是这样，由于其用用的质量远小于我们熟知的宏观天体的质量，因此，这些力在宇宙大爆炸之初，在彼此间的斥力作用下，早该远离了我们熟知的普通物质，怎么会与我们熟知的普通物质构成的恒星、星系、星系团在一起，而影响这些天体的运动？特别是暗能量物质粒子。他们彼此间相互排斥、与普通物质相互排斥。从而小质量的暗能量粒子，早该跑到我们熟悉的由普通物质构成的宇宙宇宙空间范围外边去了。这是其作用力应该是由外向里作用于我们熟知的天体，从而起到研所现有宇宙天体，使其呈收缩状态。而根本不会向我们观察到的那样，从内向外推动宇宙的加速碰撞。如下图所示：

     （8）、暗物质与暗能量之间也应该相互排斥的，不然他们会集合在一起，从而由于暗物质与暗能量数量上的不等，从而造成要么，暗物质的作用被暗能量的作用所抵消；要么暗能量的作用被暗物质的作用所抵消，而不会产生我们现在观测到的结果。而这种排斥作用的产生原因是什么？这种斥力为什么没有在宇宙诞生之初，是彼此混合而使暗物质，暗能量在宇宙中分域存在各自起着不同的作用？

从这里的分析可知，1、暗物质不能在实验室中产生，因此，它存在的合理性值得质疑；2、天文观测与实验室中检测的零结果否定了其存在性；3、从其粒子的存在状态既拥有质量分析，它们不可能存在，不然一方面，其惯性质量会组织天体的运行，远离我们的暗物质粒子，只能从外向内挤压有普通物质构成的宇宙天体，而不会产生令宇宙天体加速膨胀的作用。

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