2023年1月8日星期日

暗物質

 《一些關於宇宙的小認知》


根據我們現在觀測數據資料顯示。我們所看見的物質和能量,只佔宇宙全部質能的4%。另外23%是稱為暗物質(dark matter),73%是暗能量(dark energy)。


一、暗物質(Dark Matter)


科學家們提出暗物質的存在,是因為遠處銀河系的公轉運行速度,和觀測質量不合,要加上些質量,才能與觀測數據吻合。


這些物質的存在,只顯現在重力的影響上,而没有電磁作用,不發光,所以看不見。物理學家據此推測,這些不發光的暗物質,應該和我們所知道的物質有不同的基本組成,不是由“標準模型”中的基本粒子組成的。(六種夸克,三種電子及微中子,組成原子,分子和各種物質形態)。科學上認為,這些物質衰變時,可能產生弱作用衰變,但目前為止,還未偵測到暗物質的弱衰變訊號。


藉着遠處天體的運動,天體物理學家,也畫出了宇宙中暗物質的分佈圖。這分佈也不是固定的,隨著宇宙時空的擴張而改變。


另外還有一些物理學家,認為不需要有暗物質的假說,只需修正牛頓的萬有引力定律即可。聽說他們的理論,也有發展的可能。


二、暗能量(Dark Energy )


根據對遠處星體的觀測,離我們愈遠的天體,以愈快的速度離開我們。這是以“紅位移”的現象來確定的。所以,我們所處身的宇宙,正在膨脹中。這種膨脹現象,並不是以穩定的速度膨脹,而是加速膨脹。


宇宙加速膨脹,必須有能量。可觀測之宇宙的直徑大約是930億光年。這麼大的一個宇宙加速膨脹的能量,佔總估計值的73%。但這些能量的來源與特性是甚麼,卻無人能理解,所以稱之為“暗能量”。


三、不可見的宇宙


我剛剛所提的,是“可觀測的宇宙”。即便是愛因斯坦的狹義相對論,也很清楚地告訴我們,時空座標中,也有我們不可能看見的事件存在,因為我們觀測宇宙事件的可能,受到光速的影響。如果事件發生的距離,超過光可以跑的距離,我們便觀測不到。這些時空區域,被稱為“Space-Like Region”。


如果有些物質,只能以重力現象顯明它們的存在(我們稱之為“暗物質”的東西),那麼我們就不能不考慮是否有些物質的存在,根本連重力也不表現,那就完全超乎我們可以討論的科學範疇了。


總之,我們人的認知能力是有限的。許多人類歷史上頂端的科學家,都會承認神的存在。像伽利略,牛頓,愛因斯坦和華人第一位拿到諾貝爾獎的楊振寧教授,都公開承認神的存在。


四、人的意識與感覺


我們的認知和感官,都在乎於電磁作用。如果關閉了電磁作用,我們就不在了。我們身上的蛋白質在身體中進行的生化反應,無一不與電和磁的作用相關。甚至製造蛋白質的基因功能,以及遺傳資訊的儲存等,都是電和磁的作用。


强作用力,組成原子核。原子核捕捉電子,形成原子。原子組成分子,然後有各種型態的物質。


弱作用力,維持原子核的穩定,也在核融合的過程中,扮演重要的角色。太陽的光和熱,大部份是由於氫核融合成氦核,這其中有弱作用力的作用在其中。可以說,没有弱作用力,就没有太陽。


以上所述,僅僅是宇宙整體我們可以稍微理解之4%中的一小部分。更何況,我現在書寫這篇文字,甪的都是電磁的能量。所謂化學,講的能量,都是電磁能。


2023/01/08