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到現在都沒被發現證實暗物質的存在,會不會是現有的理論體系是錯誤的?

很多工作可能要到下一代才能看到成果,但我們今天就必須要出發,否則這個結果永遠不會到來!暗物質研究,大抵就是這樣!

科學不會盲目排斥一切可能,所以題主提出的疑問,原則上是有可能的——相關基礎理論存在局限,而需要進行修正。

但大概率講,不是基礎理論存在局限,而是我們的科技水平有待提高。

打個比方,古希臘哲學家德謨克利特早在公元前400多年就提出,所有物質都是由極小的微粒構成,這種微粒就是「原子」。

但古代科技水平有限,人類沒有手段檢測到原子。這顯然不是因為原子不存在,而是當時的科技水平還不夠。

暗物質具有以下兩個關鍵特徵:

1截至目前,人類還沒有掌握一種有效的手段來檢測暗物質(因為暗物質沒有電磁相互作用,所以它不反射光,不吸收光,自身也不發光)

2暗物質客觀存在

簡而言之,暗物質是一種檢測不到,卻又客觀存在的東西。

這個東西究竟是什麼?現在全世界都沒有人知道。在微觀上,我們不知道它是什麼,在宏觀上,我們可以確定它一定存在。

這個說法聽起來很矛盾,但有一個簡單且牢固的內在邏輯作為支持——如果沒有暗物質存在,我們就無法解釋宇宙為什麼是現在這種運行狀態!

舉個例子,太陽繞銀河系中心旋轉,根據可檢測到的物質產生的引力計算,太陽的速度應該是大約160公里/秒,但實際測出來的太陽速度卻是240公里/秒。根據萬有引力公式,這就會產生一個悖論——太陽旋轉產生的離心力>可檢測到的物質產生的引力,那麼太陽應該會離銀河系中心越來越遠,最終飛出銀河系。

然後並沒有!

因此在可檢測到的物質以外,應該還存在一些通過現有手段暫時檢測不到的物質存在(暗物質)。唯如此,太陽以現有速度運行才不會飛出銀河系。

天文學家當年在研究星系中的恆星運動時發現,現有的引力理論無法解釋實際觀測到的現象。於是,天文學家推測,星系中應該存在一種能夠產生引力作用的暗物質,它們要比普通物質多得多,暗物質的存在才使得星繫結構不至於解體。但暗物質又不同於普通物質,它們不會直接表現出電磁作用,所以我們一直沒有探測到。

但也有可能如同一些人的猜測那樣,暗物質並不存在,而是目前的引力理論存在一些問題。對此,理論物理學家Mordehai Milgrom曾經提出了修正牛頓引力理論(MOND),通過對牛頓引力理論的修正,這個理論可以直接描述在星系中觀測到的現象,而無需暗物質的存在。

不管怎樣,即便未來發現了再怎麼正確的基本理論,也不會妨礙現有理論的使用。這是因為目前的理論在一定範圍內是完全有效的,現代科技就是基於這些理論而建立起來的。

此外,目前的主流理論傾向於認為暗物質是存在的,因為有很多證據指向了這樣的結果。並且基於暗物質建立起來的標準宇宙模型,也能很好地描述已知的宇宙現象。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)


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