剝去暗能量、暗物質的畫皮-掀開現代物理學的神秘面紗（4）

0前言

暗物質和暗能量的提出，向全世界的科學家提出了挑戰，被稱為21世紀物理學之謎。美國《科學》雜誌公布該刊編輯評出的2003年度世界十大科技成就中，「推測宇宙主要由神秘的暗物質和暗能量組成」，排名第一。但暗能量和暗物質究竟是什麼？時至今日並沒人知道，也從未被探測到過。中國科學院理論物理研究所李淼曾開玩笑說，「有多少暗能量專家，就有多少暗能量模型」。可見，暗能量和暗物質在理論上還完全處於混沌狀況。

2005年，歐洲航天局科學家通過對遙遠星系團發出的X射線進行觀測和分析，得出了與暗能量理論不符的結果，意味著人們一直探討的暗能量或許並不存在。但科學界對暗能量和暗物質研究熱情，並未因此而降溫，反而是越演越烈，實驗投資越來越大。其主要原因就是，它還在廣義相對論的允許範圍內，而對實驗觀測的解釋，只要挨上相對論，便會受到追捧，至於物理上的合理性，則少有人問津。這是現代物理學中的極不正常現象，也是有悖科學精神的。

目前關於暗能量和暗物質的科普宣傳，幾乎都來自某名人專家的即興觀點。而最令人信服的學術觀點，則幾乎是了無聲息，即使有，也因與傳統觀點不符而被斥為另類或『民科』，哪怕是已被專業刊物發表的。其原因為，國內傳統的科普文章，向來不註明文獻來源，普通的科學愛好者似乎很少知道最可信的科學信息，是出自於學術文獻。

這就奇怪了，為什麼媒體只熱衷於宣傳某名人專家的即興觀點，而不削於宣傳學術思想？這與科技新聞工作者的科學素質和其自身利益有著千絲萬縷的聯繫。因為靠近名人專家，會得到許多隱性利益，尤其是已獲得某項資金的項目，人們更是樂於關注，這是名利雙收的宣傳。而宣傳學術，則是既擔心敘述不準確，又擔心趣味性差而沒人看，弄不好與某項目衝突，還會惹的眾努，畢竟一個項目要牽扯許多有頭面的人物。而研究學術的人，交個版面費都吃力，更不可能給予什麼好處。如果某資金項目與研究學術的人沾點邊，則此人斷不會宣傳與項目有悖的學術觀點了。可見，宣傳學術成果是個費力不討好的活，即使有正義之士，其聲音也會被淹沒於嘈雜之中。

所以說，宣傳學術觀點的人只有兩種，一是與各種利益鏈無關的人士，二是使用假名的專業人士。從沒見過哪位宣傳反傳統觀點的人，說自己來自某研究所的『官科』，除非不想混了。這便給了那些可以掌控宣傳工具的所謂『官科』（指唯書論者），隨便例舉幾個初中文化的民間科學愛好者，利用『民科』一詞，對反傳統學術觀點進行打壓，提供了方便，其本質都是利益的驅使。試想，如果沒有專業學者做後盾，僅憑一些低文化的科學愛好者，如何能在互聯網上掀起關於相對論、量子論、宇宙論的爭議狂飆。

人類是前進的，科學是發展的，無論保守勢力如何掩蓋現有理論存在的錯誤，也阻擋不住科學前進的步伐。即便是中世紀宗教對科學的殘酷鎮壓，也沒能阻擋住科學前進的腳步。隨著人們文化水平的不斷提高和互聯網的普及，那些沒有學術文獻來源的『八卦科普』必將成為昨日黃花。國人把小說當歷史的時代已經過去，科普形式也同樣會迎來一場變革。學術論文的科普化，必將成為未來科普形式的弄潮兒。

說了以上這些，無非是讓廣大的科學愛好者，能夠讀到值得讀、值得信的科普文章，遠離那些靠媒體宣傳力度做為能事的「八卦」科學，掌握真正的科學知識。如果把做學術研究的人比做太陽，那麼廣大的科學愛好者，便是春風，只有春風，才會帶來科學的春天。

今天咱們就剖析下（可參考文後的文獻來源），暗能量和暗物質到底是根據什麼提出的，它的依據是否堅實？要知道，理論推導上的錯誤，極易導致對觀測結果的曲解，這在科學史上是非常常見的現象。

1暗物質的提出與剖析

暗物質是由瑞士天文學家弗里茲·扎維奇（Fritz Zwicky）於1932年最早提出。他在觀測螺旋星系旋轉速度時，發現星系外側的旋轉速度比牛頓重力預期的快。之後幾十年的觀測分析，也證實了這一點。故推測必有數量龐大的質量-暗物質拉住星系外側，使其不致因過大的離心力而脫離星系，這便是暗物質的提出依據。如今，研究暗物質已成為各國科研機構和科學家的一場競賽，使得暗物質成為了21世紀初科學最大的謎團之一。

現在就剖析下弗里茲·扎維奇的結論。根據萬有引力定律F=GMm/r2和圓周運動公式F=mv2/r，可得v2=GM/r，這便是子星繞母星做圓周運動的規律。可見，子星距母星越遠，其公轉線速度越小。例如太陽系，太陽質量占整個太陽系質量的99.86%，每個行星受到的引力幾乎全部由太陽提供，其它行星的影響可忽略。所以我們會看到，越遠離太陽的行星，公轉速度越慢，就這個道理。

在物理學中，將旋轉速度隨距離的變化規律，稱為旋轉曲線。可見，太陽系的旋轉曲線是呈1/√r（v2=GM/r）的下降趨勢。但是，銀河系的旋轉曲線則幾乎是平直的，就是說，旋轉速度幾乎不隨距離增大而下降。難道真的有什麼暗物質在起作用嗎？下面重新分析下銀河系的旋轉曲線。

銀河系的結構與太陽系不同，銀河系具有巨大的盤面結構，近似圓盤狀。銀河系物質約90%集中在恆星上，或說是集中在圓盤面上。就是說，銀河系與太陽系的質量分布，有著本質性的不同。銀河系中某一恆星所受的引力，主要由其周圍恆星提供，而不是象太陽系那樣，由處於中心的太陽提供引力。

經數學上的嚴格推導運算，密度均勻的圓盤內，引力場分布為g=лGσ（σ為圓盤面密度），是個常數，所以圓盤內每個質點受到的引力是相等的。而銀河系可近似為圓盤，這與太陽系內行星受到的引力（與1/r2成反比），是完全不同的。就是說，銀河系與太陽系的旋轉曲線根本不可能相同。經詳細計算，銀河系周圍的旋轉曲線必須是平直的，根本不須要暗物質的幫忙（詳細運算過程見文後的文獻[1]。在文獻[2]中，也得到了相同的結果）。

可見，是弗里茲·扎維奇機械地應用了萬有引力定律，或者說，他根本沒有考慮天體力學中的多體問題，從而得出了錯誤的結論。就是說，弗里茲·扎維奇預言的暗物質，根本不可能存在。

有人一定會非常驚訝，啊！暗物質就這麼簡單的被否定了？從1932年至今，世界上那麼多科學家，為什麼都沒有發現這個錯誤？還有，相對論計算出宇宙中含有23%的暗物質，又是怎麼回事？

這些問題還真不是幾句話能回答的，只能說，除了當時的歷史背景外，先入為主、急於求成的主觀浮躁思想，註定是一個極為重要原因。而23%的暗物質則是源自場方程的解，多出了一個可為任意值的常數項（這是不定積分特性），後來被稱為宇宙常數Λ（見後文）。

2暗能量的提出與剖析

2.2暗能量的提出

Ia類型超新星是由雙星系統中的白矮星爆炸形成的，其亮度幾乎是恆定不變的，且遠亮於普通星系。1998年對這類超新星的觀測發現，其亮度的變化比預計暗的多，證明它一定是在加速遠離我們。由此認定，所有星系都同Ia類超新星一樣，在加速遠離我們（普通星系的亮度較低，其亮度的變化，還遠遠不能被目前的觀測設備所識別），宇宙正在加速膨脹的結論便由此得出。

這一觀測事實，是宇爆模型所無法解釋的，也是對宇爆模型的強烈衝擊。為了「捍衛」宇爆模型和前人成果，便提出了暗能量假設，且認為它的效應近似宇宙常數Λ。且只有當Λ>4лGσ時，才能與實驗觀測符合，這便是宇宙中73%暗能量存在的理論依據。

2.2暗能量的剖析

超新星是宇宙深處質量巨大的天體（太陽質量的8~25倍），短時間內爆炸的光度變化能被觀測所識別，可見其加速度或說受力是非常巨大的。但是，目前即使是最靈敏的探測設備，也不能探測到暗能量的作用，可見暗能量的作用力是極其微弱的。而如果說暗能量只存在於宇宙深處，卻又違背了Λ的常數性。

再按宇爆模型說法，隨著宇宙膨脹，普通物質密度降低，暗能量密度增大（見：奚定平, 何曉微, 曾麗萍(2005) 愛因斯坦宇宙常數和宇宙中暗能量. 大學物理, 10, 35-38）。這看起來好像挺符合能量守恆定律，而實際上卻恰恰破壞了能量守恆定律：普通物質密度雖然降低，但總的質量是不變的，而暗能量密度增大，則總的暗能量必是增大的。其結果，總能量增大。這種哄小孩的把戲能被科學界所公認，且進入國家核心專刊（玩『高深學問』的人，總愛犯這種低級錯誤：顧前不顧後），真不知全世界廣大的科學愛好者們該做何感想。再說，這還是破壞了Λ的常數性，其機制就更是奢談了。

可見，將超新星的加速退行，歸功於感覺不到的暗能量作用，實在是說不通的。用宇爆學說解釋超新星加速退行，根本就不靠譜。

2.3 la超新星加速退行的全新解釋

現應用黑洞宇宙（見《1小時看清宇宙結構》一文）重新分析超新星加速退行機理。黑洞宇宙表明，越往宇宙深處，引力場越強[2]，則超新星面向地球端的引力勢將小於背向地球端的引力勢。由於超新星爆炸時，向周圍噴發的物質數量相等，而超新星的前後兩端是處於不同的引力場中，或說處於不同的時空中。只需簡單的運算，便可知超新星爆炸時，其兩端受到的反作用力是不等的，即面向地球端的受力，大於背向地球端的受力，這才是超新星加速遠離根本原因。也只有超新星的巨大爆炸能量和其前後不同的時空環境，所形成的前後力差，才能推動有著巨大質量的超新星加速遠離。目前的觀測表明，宇宙中沒有任何一種力量能夠做到這一點。可見，超新星的加速遠離與其它普通星系沒有任何關係，更代表不了宇宙加速膨脹。

再結合否定暗能量存在的一些觀測結果分析（見，樹華.新實驗結果挑戰暗能量的存在[J].物理,2004,33(5):315），說明膨脹能量對宇宙的影響是很極其微小的，這完全符合穩態宇宙，即黑洞宇宙的觀點。至此，暗能量假說被徹底否定。

2.4宇宙常數Λ的重新評估

再談談得出宇宙中有73%暗能量的宇宙常數Λ（因這部分涉及了較深的數理知識，只簡單說下），它與席瓦西爾解的奇異性密切相關。席瓦西爾解有兩個奇異性（無意義的數學解），無限紅移面-靜界和中心奇點。靜界是黑洞的邊界，黑洞也已被證實存在。而中心奇點則是不可能存在的，原因是普通空間中的任何物質，體積都不可能是零。否則，憑萬有引力定律也會得出奇點結論，根本用不著複雜的席瓦西爾解。

再看加入宇宙常數Λ後的席瓦西爾解，將會再增加一個奇異性。這就使得宇宙變得極為複雜了。這種情況雖說數學上是允許的，但實際上未必存在，與萬有引力定律也不符合。尤其是在將萬有引力定律準確地納入場方程後[2]，這個宇宙常數Λ必須為零，即不能存在了。

再看目前對牛頓的萬有引力定律的幾點質疑。A、有人曾試圖對萬有引力定律進行修改（見，劉遼,趙崢.廣義相對論[M].北京:高等教育出版社,2004: 2-4），最終以失敗告終。B、對牛頓時空觀（宇宙是無限的）的否定，但這與萬有引力定律並無關係。C、說萬有引力定律不符合狹義相對論。在相對論被修正後，萬有引力定律已被準確地納入了狹義相對論（是狹相出了問題）。就是說萬有引力定律是完全正確的，牛頓引力理論沒有錯誤，只是須進行必要的補充罷了。可見，對宇宙常數Λ的否定，是不存在任何疑問的。

黑洞宇宙同樣認為Λ=0，且黑洞宇宙幾乎可以完美地解決目前宇宙中存在的所有疑難，且與整個基礎理論毫無衝突。這是目前為止，所有其它宇宙模型都無法做到的。

有人一定會提出，宇宙沒有在萬有引力作用下塌縮，那麼是什麼機制導致宇宙成為現今的狀態？回答是，宇宙中的輻射（電磁波和引力波）和物質的運動，形成宇宙中的反引力機制，從而保持了宇宙目前的狀態。因為光子是不受引力作用的，這從光子引力頻移的能量差與光子動能的改變數完全相等（Δmc2=hΔυ）便可證明。而所謂的光線彎曲，是指光線沿引力勢或引力場增強的方向偏折，而不是沿引力場方向偏折，這從愛因斯坦對光線彎曲的計算過程便可得知。

由於光子不受引力作用，而電子可以由γ光子生成。由此推斷，電子也是不受引力作用的粒子。至目前為止，沒有任何實驗證明電子受引力作用。在人們的心目中，一直認為任何物質都受引力作用，所以即使有些實驗表明了電子不受引力作用，也可能被忽視了。

3幾個浮躁的實驗

暗能量射電探測實驗（我國的稱為『天籟計劃』），目前還沒有實行。即便實行，最終也將會無功而返。但這畢竟與當時的理論符合，還算不得浮躁，就不多說了。但暗物質探測就不同了。

至今為止，國際上相繼開展了20多個暗物質探測實驗（其中，中國的暗物質探測衛星「悟空」和中國錦屏地下實驗室皆為世界之最）。從前面的論證可知，暗物質根本就不存在。而即使按弗里茲·扎維奇的結論，銀河系存在大量暗物質，但太陽系的旋轉曲線是符合牛頓重力預期的。所以說，即使暗物質存在，也只能處於恆星系之間或說太陽系以外。所以說這些暗物質探測實驗，連對基礎理論的起碼尊重都沒有。

再看引力波探測實驗。實際的LIGO引力波探測器，激光麥克爾遜干涉儀的干涉臂的臂長達到4公里，內部更是讓光路反射了400次，激光光路長度達到1600km。這樣的探測器，只能平鋪在地面上，依靠地球的自轉、公轉和太陽繞銀河的轉動，進行巡天探測。讓這樣的探測器剛好對準正在碰撞的兩個裸黑洞，其發生的概率恐怕要比發現外星人還要低的多吧。但美國人楞是「實現了」，並附帶出另一個亮點，首次直接發現了成對的裸黑洞（有些人可能看明白了，探測器對準的原來是一無所有的深空啊）。然後開足宣傳馬力，以達到『謊言千遍是真理』地步。

以上不是說這次探測到的引力波信號肯定是假的。但可以肯定的是，4公里長的干涉臂，只要地面稍有擾動，就會引起這樣的「引力波」信號。這種地質上擾動，以目前人類的科技水平，是預測不出來的，否則地震災害早就不會發生了。當然了，若排除了各種不確定因素，則另當別論了，但起碼要在裸黑洞處，探測到異常天象，如伽碼射線，這是必須的。

據報導，我國有兩大引力波探測項目：阿里計劃（只能探測微波。可能是引力波探測的輔助設備）和天琴計劃（與LIGO原理相同，巡天方式也相同，只是干涉臂更長，可達幾千幾萬公里）。這樣的項目將同LIGO一樣，不會有令人信服的結果，理由就不多說了。

其實引力波的探測，根本用不著這樣大動力肝火，只需將光路再多反射千次萬次，完全可做到書桌大小體積（按現代的工藝水平，根本不成問題）。到那時，只需對準兩個將要相撞的星系（這比蒙准裸黑洞，可信度要高的多了去了）就可以了。這樣探測到的引力波，才是確切無疑的，並可省去大量資金。然後再不斷改進裝置，去探測更弱的引力波。

可見，國內鋪天蓋地的引力波宣傳，不過是為了套取資金贊助做鋪墊。看看某專家的話，「這一干涉長度對引力波的中心頻率為100赫茲的信號最為敏感」。簡直是信口雌黃，LIGO的探測原理，與引力波的頻率沒半毛錢關係。

我國目前已完全具備對基礎理論進行檢驗的大型探測設備的製造，但到目前為止，基本上還都處於沿用國外的實驗原理，從暗物質、暗能量、引力波，直至對人類發展影響深遠的聚變裝置，無一不是國外設備原理的簡單加強（也不知是否進行過成功性論證）。是國人缺乏創新能力嗎？不是。從國外的許多保密技術被「白菜」化，可看出國人有著極強的創新消化能力。

所以說，是現行體制，導致國人丟失了承當的勇氣。馬明偉院士的電磁彈射器是在體制之外（開始時靠自費）搞成的，屠呦呦獲諾獎（諾審委必有著健全的「伯樂」機制）也是在體制之外。可見，中國要趕超世界，不能單靠簡單的技術模仿，而是儘快地建立、健全「伯樂」機制，讓「伯樂」有大利可圖，讓靠山頭關係和按圖索驥者有大虧可吃，這也是其它行業需待解決的問題。從國人智商高居世界榜首（英國阿爾斯特大學教授理查德·林恩的結論）這點來看，「伯樂」機制必將讓中國稱雄世界。

4總結所以說，是現行體制，導致國人丟失了承當的勇氣。馬明偉院士的電磁彈射器是在體制之外（開始時靠自費）搞成的，屠呦呦獲諾獎（諾審委必有著健全的「伯樂」機制）也是在體制之外。可見，中國要趕超世界，不能單靠簡單的技術模仿，而是儘快地建立、健全「伯樂」機制，讓「伯樂」有大利可圖，讓靠山頭關係和按圖索驥者有大虧可吃，這也是其它行業需待解決的問題。從國人智商高居世界榜首（英國阿爾斯特大學教授理查德·林恩的結論）這點來看，「伯樂」機制必將讓中國稱雄世界。

本文對家喻戶曉的暗物質、暗能量給予了堅決的否定。而這不過是現代物理學中的冰山一角，還有些不為常人所知，而被公認的錯誤結論。其中有些似乎到了令人哭笑不得的地步，如時間與空間這兩個完全不同的物理量可以互換的結論，這比仙人的『點石成金』之術，更是有過之而無不及。還有些發生在經典理論中的錯誤，如月亮遠離地球被認為是潮汐力作用的結果，其本身便違背了能量守恆定律。不知那些自詡『官科』的人看了此文，會做何感想。

相信許多人包括普通百姓，一定會對此感到驚呀！難道被奉為神聖的科學殿堂會出此重大疏漏嗎？是的，科學是殘忍的。大自然不會因為你是高高在上或是久負盛名的名人專家，就會網開一面而改變絲毫；也不會因為你曾經的付出，便將真像展示在你面前。真理永遠屬於善於思考的人們。

當現代人談論愛因斯坦是否『民科』出身時，他那公開發表的幾篇論放射出了萬丈光芒。今天向大家奉獻的，便是一位民間學者的論文內容。只是與當年相比，論文的背後少了那位科學巨匠--普朗克。

本人曾與一些年輕的研究生們對話，發現一些曾經的高中物理學霸，現在是滿腦子想像，象三歲孩子，連簡單的分析推理都不會了，卻還振振有詞：「愛因斯坦說，想像比知識更重要」。豈不知愛因斯坦的核心思想是，符合實際的創造比知識更重要。由此可見，前沿物理教育之墮落，現代物理學已到了非大洗牌不可的地步了。

只可惜，田樹勤先生的論文還未被整理成書，只能勸告廣大的自然科學愛好者，學習前沿物理時，先下載他已公開發表的論文，進行對比式的學習，剔除那些佔七分之多，且不可能看懂的猜測性內容。我想一定會讓你恍然大悟，如沐春風。

19世紀末期物理學大廈上空的兩朵烏雲，在21世紀的初期開始散去，一抹嶄新的曙光已悄然劃破天空，人類正開始醞釀一場巨大的科學技術變革。

文獻來源：

[1]徐寬.物理學的新發展：愛因斯坦相對論的改正. 2005年出版，169-178頁.

[2]田樹勤.黑洞理論重探及宇宙模型重建[M].現代物理, 2014年3期, 37-49頁.

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