¿Qué es la materia oscura? Esta pregunta suena bastante complicada. Vivimos en el agua como los peces, vivimos en la materia oscura; los peces no saben qué es el agua y nosotros no sabemos qué es el espacio.
¿Qué es la materia oscura? La explicación estándar actual es que la materia oscura es una sustancia invisible que puede existir en el universo. Puede ser un componente importante de la materia en el universo, pero no forma parte de ningún material conocido que forme cuerpos celestes visibles. Las supuestas violaciones de la gravedad newtoniana encontradas en un gran número de observaciones astronómicas pueden explicarse bien suponiendo la existencia de materia oscura. La astronomía moderna ha demostrado, mediante observaciones de los movimientos de los cuerpos celestes, los fenómenos de gravedad newtonianos, las lentes gravitacionales, la formación de estructuras a gran escala en el universo y la radiación de fondo de microondas, que puede existir materia oscura en un gran número de galaxias, cúmulos de estrellas y el universo, y su masa es mucho mayor que toda la materia visible en el universo. La suma total de los cuerpos celestes. La pregunta es, ¿por qué no se puede determinar qué materia hay en todas partes del espacio? Tenemos que empezar desde cero.
Ya en 1922, los astrónomos descubrieron que, según la ley de gravitación universal de Newton y la ley de Kepler, si la masa de una galaxia se concentra principalmente en las estrellas visibles en el núcleo de la galaxia, entonces la velocidad de las estrellas fuera de la galaxia (utilizando tecnología de medición espectroscópica de alta precisión se puede detectar la disminución de la velocidad de rotación con la distancia de las estrellas exteriores alejadas del núcleo de la galaxia). Sin embargo, las observaciones muestran que las estrellas en las regiones exteriores de las galaxias giran mucho más rápido de lo que predicen las leyes de Kepler y corresponden a una relación masa-luz mayor de la galaxia (la relación masa-luz de una galaxia, generalmente medida en unidades de masa solar y luminosidad). Mediante la observación de galaxias binarias, como los cúmulos de galaxias, se puede obtener la relación masa-luz de varios tipos de galaxias. Esto significa que la masa de la galaxia es muchas veces mayor que la masa total de las estrellas luminosas "visibles". Si la atracción gravitacional generada por la masa de las estrellas visibles en la galaxia por sí sola no puede unir las estrellas al cúmulo de galaxias, entonces, a la velocidad de rotación actual de la galaxia, la galaxia se desmoronará debido a la fuerza centrífuga (sin incluir la fuerza repulsiva). de energía oscura).
En pocas palabras, según la masa de las estrellas luminosas de la galaxia (estimada por la relación masa-luz), la galaxia se dividirá a la velocidad actual, por lo que ya sea la ley de Newton La gravedad es incorrecta, o la proporción de masa real de la galaxia. Actualmente se estima que la masa es 100 veces mayor. Estas sustancias "invisibles" no emiten luz y no se pueden observar, por eso se les llama materia oscura. Excluyendo las estrellas no luminosas (como los agujeros negros, las estrellas de neutrones, las enanas blancas envejecidas, las enanas marrones y los planetas), se estima que el universo está compuesto por aproximadamente un 94% de materia oscura.
¿Cómo es la materia oscura? Debido a que la materia oscura no se ha detectado directamente, solo hay evidencia indirecta:
1. Curva de rotación de la galaxia y distribución de la velocidad de dispersión La velocidad de los cuerpos celestes alrededor del centro de la galaxia debería ser más lenta que la velocidad alrededor. el centro, lo que implica que en estas galaxias hay una gran cantidad de materia invisible.
2. Efecto lente gravitacional. La luz se curva al pasar a través de cúmulos de galaxias masivos, similar al principio de las lentes en óptica. La gente sospecha que la materia oscura es la "materia" que forma esta lente gravitacional.
3. Observando cuidadosamente la anisotropía de la radiación de fondo de microondas en el universo, se puede determinar la cantidad total de materia oscura en el universo. Con base en esto, se especula que el 26,8% de la energía total del universo es aportada por materia oscura, sólo el 4,9% está compuesto por materia regular de cuerpos celestes y gas interestelar, y el 68,3% restante es energía oscura que promueve la aceleración. expansión del universo (tenga en cuenta que hay diferentes opiniones).
Los métodos de detección para encontrar materia oscura se pueden dividir en tres categorías:
1. Detección directa, que detecta partículas de materia oscura que interactúan directamente con la materia en el detector.
2. Detección indirecta, buscando señales de la desintegración o aniquilación de la propia materia oscura en el universo para producir materia ordinaria.
3. Detección de aceleradores, mediante colisionador de partículas para generar artificialmente partículas de materia oscura.
Adivina la naturaleza de la materia oscura:
1 La materia oscura participa en interacciones gravitacionales, pero la masa de una sola partícula de materia oscura aún es incierta.
2. La materia oscura debe ser muy estable.
3. La materia oscura básicamente no participa en interacciones electromagnéticas, ni participa en interacciones fuertes y débiles. La interacción con los fotones debe ser tan débil que la materia oscura prácticamente no emite luz.
4. La velocidad de movimiento de la materia oscura debería ser mucho menor que la velocidad de la luz, lo que se denomina "materia oscura fría".
Según la perspectiva de la mecánica cuántica, los candidatos para la materia oscura incluyen partículas de masa que interactúan débilmente (WIMP), incluidas partículas neutrales, partículas en estado excitado de Kaluza-Klein, partículas T impares y mesomicrones inertes, axiones. , etc.
Bien, es hora de resumir.
Según la opinión generalizada actual, ¡el universo está compuesto principalmente de materia oscura! ¿Oye~? No te sorprendas, es un hecho. La materia oscura representa del 85% al 90% de la masa total del universo (las opiniones varían), y la materia visible sólo representa una pequeña parte. Por lo tanto, la conclusión es que el cuerpo principal del universo está compuesto de "materia oscura invisible". ". ¿No crees que es irónico? Lo que es aún más sorprendente es que la materia (también los gravitones, los neutrinos, etc.) que debería estar en todas partes del universo no se puede encontrar en ninguna parte. ¿Qué pasa?
La situación actual es muy extraña. Por un lado, es contradictorio pensar que el espacio esté lleno de materia oscura ubicua. De hecho, las principales teorías físicas actuales son todas teorías de partículas. En otras palabras, todas las teorías principales actuales creen que el espacio es un vacío vacío (al menos, todas estas teorías creían que el espacio es un vacío cuando se establecieron por primera vez).
El problema es que la materia oscura está ahí fuera, lo creas o no, está ahí, ni corriendo ni escondiéndose.
¿Podemos cambiar de opinión? ¿Existe alguna teoría basada en el no vacío? Por supuesto, esta teoría es la física clásica en la que todavía se basa la tecnología moderna.
En 1801, el experimento de interferencia de doble rendija de Thomas Young sentó las bases de la teoría ondulatoria. Después de la victoria de la segunda batalla onda-partícula, el éter existía como sistema de referencia absoluto (espacio absoluto), la materia se movía absolutamente en relación con el espacio del éter, las ondas electromagnéticas eran vibraciones laterales del éter y la electrodinámica clásica se basaba en el éter. Tenga en cuenta que el espacio de la física clásica es un espacio absoluto tridimensional más un tiempo independiente unidimensional, es decir, el espacio-tiempo trinitario. El espacio absoluto (éter), el movimiento absoluto y el tiempo absoluto forman la base lógica de la física clásica.
El experimento de Michelson-Morley en 1887 demostró que la velocidad de la luz y la dirección de propagación de dos haces de luz en las direcciones vertical y horizontal no cambiaban, lo que ahora significa que el espacio no es absolutamente estático. Pero antes de que se propusiera la teoría de la relatividad, el éter no fue abandonado debido a este experimento, porque además del diseño experimental imperfecto, lo importante es que en ese momento había tres hipótesis diferentes sobre el éter, y la hipótesis del éter absolutamente estática era solo uno de ellos.
1. "Hipótesis del arrastre del éter", también conocida como "hipótesis de la deriva del éter". El éter existe como marco de referencia absoluto. El éter está en todas partes, ingrávido y absolutamente inmóvil. El espacio etérico se moverá en relación con las estrellas en movimiento. Por lo tanto, en la Tierra debería medirse el "viento de éter" de 30 kilómetros por segundo.
2. “Hipótesis de tracción parcial de Ethernet”. Fresnel creía que el éter era absolutamente estacionario, pero cuando un objeto se movía en relación con el sistema de referencia del éter, sólo la parte del éter en su interior que estaba más allá del vacío era impulsada por el objeto.
3. “La hipótesis del arrastre total del éter”. El físico británico George Stokes creía que en lugar de suponer que una estrella puede arrastrar completamente parte del éter, el éter cercano a la superficie del objeto tiene un área que se desacelera gradualmente y la estrella arrastra la parte circundante del éter para que se mueva en conjunto, mientras El éter en el espacio alejado de la estrella El éter es completamente estacionario, por lo que es mejor dividirlo en dos partes: fija (hipótesis de la deriva del éter) y móvil (hipótesis de la atracción parcial del éter). Es decir, en la superficie de la tierra, el éter tiene la misma velocidad que la tierra, es decir, la tierra tira completamente de esta parte del éter. Sólo a cierta altura sobre la superficie de la Tierra se puede considerar que el éter está estacionario. [Introducción a la Teoría de la Relatividad General y Especial de Einstein, página 17] Por lo tanto, no hay movimiento relativo entre el espacio etéreo cerca de la superficie de la Tierra y la Tierra (¡tenga en cuenta!).
La pregunta es, ¿por qué el experimento de Michelson-Morley falsificó el éter en los libros de texto actuales?
La naturaleza humana es interesante. La gente siempre cree lo que quiere creer, no la verdad. Este es un sesgo de confirmación. El sesgo de confirmación se refiere al fenómeno en el que los individuos, incluidos los académicos, tienden a buscar información que respalde sus puntos de vista originales e ignoran la información que es desfavorable o contradictoria para respaldar sus propios puntos de vista. Por ejemplo:
1. El experimento de Michelson-Morley se basa en el experimento de Fizeau. Los resultados del experimento de Fizeau en 1859 demostraron que la velocidad de la luz y la velocidad del medio espacial se superponen o disminuyen. Por tanto, el experimento de Michelson-Morley determinará si existe movimiento relativo entre la superficie terrestre y el espacio midiendo la diferencia en la velocidad de la luz entre dos haces paralelos y perpendiculares. Si la velocidad de la luz no se superpone ni disminuye con la velocidad del movimiento del medio espacial, entonces el experimento de Michelson-Morley no puede concluir que no existe un "viento de éter".
Sin embargo, la gente ignoró por completo las conclusiones del experimento de Fizeau. La razón es que si aceptamos la conclusión del experimento de Fizeau, que demuestra que la velocidad de la luz se superpondrá o disminuirá con la velocidad del movimiento del medio espacial, ¡falsificaremos directamente el principio de invariancia de la velocidad de la luz! ! ! Por lo tanto, el experimento de Fizeau ahora es vago. Solo se dice que el experimento de Fizeau verificó la "hipótesis de atracción parcial del éter" de Fresnel. La conclusión no explica si la velocidad de la luz se superpondrá o disminuirá con la velocidad del movimiento del medio espacial. La mayoría de la gente no tiene idea de cuál fue la conclusión de este experimento.
2. El experimento de Michelson-Morley se realizó en el sótano del Case Institute of Technology de Estados Unidos. ¿Están sorprendidos los estudiantes? A menos que la Tierra sea una estructura hueca, como creía Thomas Young, y el éter "atraviese la estructura hueca de la Tierra como el viento a través de una arboleda" para llegar al sótano, no hay forma de medir la presencia de un "viento etérico". en el sótano, lo que sería como medir un frasco sellado. Es tan divertido como si hubiera viento en el frasco. De hecho, la mayoría de la gente no tiene idea de que el experimento de Michelson-Morley se llevó a cabo en un sótano, por lo que es difícil creer que no ocultaron deliberadamente la verdad.
3. El experimento Mo-ray de Michelson sólo puede falsificar la "hipótesis de la tracción del éter", pero no puede falsificar la "hipótesis de la tracción parcial del éter" de Fresnel, y mucho menos la "hipótesis de la tracción del éter" de Stokes: "La hipótesis de la tracción total". Sin embargo, Stokes y su "hipótesis de la tracción total del éter" han sido olvidados, como si la "hipótesis de la tracción total del éter" nunca hubiera existido. En la mayoría de los libros relevantes, sólo existe la "hipótesis de la tracción del éter", pero no la "hipótesis de la tracción total del éter".
¿Por qué algunas personas piensan que el éter debe estar mal?
Como todos sabemos, la teoría de partículas y la teoría de ondas se han debatido durante más de 300 años. Las ondas en la teoría ondulatoria deben tener un medio vibrante, y la gravedad, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte requieren medios espaciales para transmitirse. La teoría de la teoría de partículas solo puede basarse en un vacío vacío, porque cualquier partícula inercial no puede mantener una velocidad uniforme debido a la resistencia en un espacio sin vacío. Por lo tanto, el foco del debate entre la teoría de partículas y la teoría de ondas es si el espacio es un vacío vacío o está compuesto de materia-éter. Esto está relacionado con la teoría de partículas (relatividad y mecánica cuántica) y la teoría de ondas (ahora también las hay de cuerdas). sobre el vacío). La cuestión de quién tiene razón y quién no está también relacionada con la gran cuestión de la teoría de la vida y la muerte entre las dos escuelas de pensamiento.
La teoría electrodinámica clásica de la física clásica se basa en el éter, y las ondas electromagnéticas son las vibraciones transversales del éter. En la actualidad, toda la ciencia y la tecnología humanas se basan en la física clásica, y la explicación de la naturaleza objetiva mediante la física clásica se ha convertido en nuestro sentido común científico. La transformación galileana de la física clásica es el equivalente a un objeto que se mueve en el espacio, y el éter es este espacio absoluto. Einstein creía que el espacio es un vacío vacío y que los objetos (sistemas inerciales) sólo se mueven entre sí como referencia, no con el espacio (absoluto) como referencia. Esta es la llamada transformación de Lorentz, que se basa en el vacío (en realidad no tiene nada que ver con Lorentz, que es partidario del espacio éter). Si el espacio es el éter, entonces el movimiento relativo sólo puede ser una transformación galileana, no una transformación de Lorentz basada en el vacío. Entonces, para la teoría de partículas, el espacio debe estar vacío. Si el espacio está hecho de materia, ¡entonces la teoría de partículas no puede ser autoconsistente! Todas las teorías de partículas basadas en el vacío se desmoronarían.
Como dice el refrán, donde hay gente, hay ríos y lagos, y donde hay ríos y lagos, hay sectas. Si hay una secta, los intereses de la secta tendrán prioridad sobre la justicia. La física no está exenta de vulgaridad. La historia la escriben los vencedores. A medida que la comunidad física y la gente común aceptan la teoría especial de la relatividad y la relatividad general, especialmente el surgimiento de la mecánica cuántica, que también se basa en el vacío, la gente acepta gradualmente el concepto de vacío y la teoría de partículas toma gradualmente una posición dominante. Por tanto, el experimento de Michelson-Morley falsificó la hipótesis del éter contenida en el libro de texto, no sólo la "hipótesis del arrastre del éter" que es la más cercana a la verdad.
Curiosamente, ni siquiera el "charlatán" Einstein logró regresar. Einstein comenzó a reflexionar sobre la naturaleza del espacio en 1920 y propuso el "éter relativista general", pero toda la comunidad física se resistió a este "éter relativista general". Aunque el propio Einstein liberó al diablo, a juzgar por el hecho de que cambió su propio punto de vista y propuso el "éter de la relatividad general", Einstein todavía creía en buscar la verdad a partir de los hechos y perseguir la verdad, y su actitud científica. merece respeto. Es una pena que no pueda detener la tendencia de la ciencia en su conjunto. Muchas veces, los intereses sectarios prevalecen sobre todo lo demás. Por lo tanto, la acusación de que se debe abandonar el éter es "infundada".
¿Ganó la teoría del vacío? ¡Por supuesto que no! Debido a que la teoría de partículas tiene demasiadas lagunas lógicas, es como un abrigo hecho jirones que se ha rasgado hasta el punto de que ya no se puede rasgar.
Sabemos que la materia oscura también es materia, pero la materia atraerá y será atraída por otra materia (el "halo de materia oscura" demuestra que la materia oscura será atraída por la gravedad de las estrellas masivas). El problema es que si el espacio está lleno de materia oscura, entonces el movimiento de las estrellas y la materia oscura creará un movimiento relativo. Queremos medir el "viento de materia oscura" en la Tierra a 30 kilómetros por segundo. ¿Por qué nadie lo prueba? Si se sigue el método experimental de Michelson-Morley, el experimento también concluirá que no existe materia oscura. ¿No es interesante?
Si el espacio está hecho de materia oscura o de cualquier otra materia, se producirá resistencia espacial y la velocidad de las estrellas disminuirá gradualmente debido a la fricción con la materia oscura.
Si el espacio no es un vacío vacío, entonces cualquier partícula inercial en este espacio, como los fotones, no podrá mantener una velocidad constante debido a la resistencia. ¡La teoría de partículas es incompatible con el éter! ¡La teoría de partículas es tan incompatible como la materia oscura!
El problema es que cada vez hay más evidencia de que hay algo en el espacio en lugar de un vacío vacío, de que el espacio está hecho de materia, lo cual es un desastre para la teoría de partículas. ¿Cómo hacerlo? Hay mucha gente inteligente. Sencillamente, la materia que llena el espacio nunca se caracteriza. Sin algo cualitativo, no habría atributos definidos. Aunque se le llama materia oscura, pocas personas la consideran materia real, lo que evita el hecho de que el espacio está hecho de materia (una extensión de la materia). ¿Qué pasa? ¿Eres inteligente o no? Sólo pregunto si estás convencido.
De hecho, excepto por el hecho de que el experimento de Michelson-Morley puede refutar la "hipótesis del arrastre del éter", no hay evidencia verificable de que el éter no exista. Si tiene otra evidencia, ¡por favor dé un ejemplo! ! ! Sin embargo, el experimento de Michelson-Morley no puede negar la hipótesis de Stokes de la "tracción completa del éter", y mucho menos el éter. Dado que no hay evidencia para falsificar el éter, ¿cuál es la razón para abandonar el éter? No debemos olvidar la navaja de Occam: no agregues entidades a menos que sea necesario. Hacer la vista gorda ante el éter que ha existido durante cientos de años y crear una nueva sustancia de la nada sólo complicará las cosas simples y hará que la verdad sea más confusa.
La fragilidad de la naturaleza humana nos dice que lograr que las personas admitan sus errores es la cosa más difícil del mundo. Como dijo Planck: "No se puede lograr una nueva verdad científica convenciendo a los oponentes y esperando que expresen sus opiniones y digan que se han beneficiado mucho. Al contrario, sólo cuando los oponentes mueran gradualmente y una nueva generación se familiarice con ella". La verdad es que se puede implementar. "Esta es la ley de Planck. La existencia de materia oscura demuestra que el espacio no está vacío. La existencia de materia oscura también puede probar que la teoría de las partículas es una suposición errónea. El juego de robar el reloj sólo puede lograr el propósito del autoengaño en poco tiempo. El tiempo es la mayor mentira. El enemigo, la lógica es el mayor enemigo de la ignorancia. Tenemos que preguntarnos por qué lo cuántico tiene dualidad onda-partícula. ¿Cuándo lo cuántico es una partícula y cuándo es una onda? -dualidad de partículas y descubre el secreto del mundo microscópico.
Yuval Harari señaló: “Es bueno respetar el conocimiento y escuchar las opiniones de los eruditos, pero es peligroso adorar a cualquiera, incluidos los eruditos. Una vez que una persona es considerada profeta o autoridad, puede creerlo y volverse arrogante o incluso loca. Para los seguidores, una vez que creen que alguien es una autoridad, se pondrán límites, dejarán de intentarlo y solo esperarán que el ídolo les diga las respuestas y soluciones a todos sus problemas. Incluso si la respuesta es incorrecta o el método no es bueno, lo aceptarán todo. "La sabiduría comienza con la duda, y el verdadero espíritu científico es la duda y la crítica.
Los logros ideológicos acumulados por los sabios durante miles de años han nutrido nuestra sabiduría. Han encendido faros uno tras otro, guiando a la humanidad La dirección del desarrollo. El punto de vista de nadie es correcto y el punto de vista de nadie es inútil. Más tarde se demuestra que algunas opiniones son incorrectas, es decir, colocar balizas en los lugares equivocados para guiar el rumbo correcto. No es una teoría nueva, sino que está oculta en las teorías existentes. Cuando utilizamos la lógica objetiva como herramienta, podemos descubrir el verdadero trasfondo del universo desde perspectivas complejas.
La mecánica cuántica se enfrenta a otro problema. Una crisis
La verdad sobre el gato de Schrödinger: ¿Se salvan Planck y de Broglie los científicos de partículas o los científicos de ondas?
¿Qué significa demostrarlo?
Un descubrimiento sorprendente de la física moderna: nuestra comprensión del mundo es imperfecta.
¿Por qué se dice que toda la rareza de la teoría de la relatividad proviene de un error de bajo nivel?
Einstein supo desde el principio que la teoría de la relatividad era en realidad sólo un malentendido.
Einstein creía que la gravedad se debe a la curvatura del espacio y el tiempo, entonces, ¿cuál es la naturaleza de la curvatura del espacio y el tiempo?
¿Pueden los mosquitos volar libremente en las cabinas de los aviones? ¿Los mosquitos violan la teoría de la relatividad?
¿Cuál es la tristeza de la física? ¿Es porque hay algo mal en el paradigma científico?
¿De quién es la culpa de que la teoría de la relatividad no ganara el Premio Nobel de Física? ¿Los jueces del Premio Nobel no entienden la teoría de la relatividad?