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「暗光子」在「暗引力場」產生路徑彎曲

本作者根據「等效原理」,在今年的清明節前後首次提出了「暗電磁波」的概念,現在,國外的網站和科學家已經開始使用這一術語,解釋這一概念的物理意義。在提出」暗電磁波「的概念之後,本作者準備「乘勝追擊」,進一步推導出「暗光子」的概念,但是,經過一番網路的「語境搜索」後,發現國外的科學家在去年的8月份已經提出了「暗光子」的概念,他們不僅推測了暗物質粒子存在的各種可能性,甚至提出了令人驚嘆的「暗生命」的概念,至此,國外的科學家不僅推測了宇宙中由暗物質組成的天體,而且設想了暗物質世界的生命活動。令本作者頗感意外的是,一些國外的科學家沒有從「暗光子」的概念中首先推測「暗電磁波」的存在,倒是本作者從「等效原理」中推出了「暗電磁波」存在的可能。本作者的想法很簡單,既然在由電子和質子構成的物質中存在電磁場和電磁作用力,那麼在由「暗電子」和「暗質子」構成的暗物質中也可能存在「暗磁場」和「暗電磁作用力」。當然,如果存在「暗夸克」和「暗膠子」的話,也可能存在「暗強作用力」等等,但是,自然中的電磁力是我們最熟悉的一種作用力,另外,幾乎沒有一位天文學家和物理學家懷疑暗物質的存在,因此,我們自然會聯想到可能存在一種通過「暗電磁波」搜索暗物質的方法。

「暗電磁波」的存在只是一種猜測,從這一假想的概念中可以推出「暗光子」的概念,在推論的過程中,我們「不知不覺」地使用了「等效原理」。電磁波首先由詹姆斯·麥克斯韋於1865年預測出來,而後由德國物理學家海因里希·赫茲於1887年至1888年間在實驗中得到證實。麥克斯韋推導出電磁波方程,清楚地顯示出電場和磁場的波動本質,根據電磁波方程預測的電磁波速度與光速相等,因此,麥克斯韋推論光波也是電磁波。電磁波由低頻率到高頻率,主要分為:無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線,人眼接收到的電磁波被稱為可見光。以上是經典電磁理論的解釋,這些解釋實際上包含了光是電磁傳播媒介的含義。在現代的光的量子物理學解釋中,傳遞電磁相互作用的是光子,就像傳遞引力相互作用的媒介子是引力子,傳遞弱相互作用的是中間玻色子,傳遞強相互作用的是膠子一樣。物理學家還沒有清楚地解釋光子作為一種「媒介子」如何傳播電磁力,需要更多的實驗和理論分析。為了解釋電磁力的形成,有些物理學家提出了令人費解的「虛光子」概念,有些物理學愛好者甚至提出了用電磁力代替引力的建議,引力的本質是電磁力的提法令人質疑,本作者在編譯科學新聞和科普文章的過程中,的確接觸到物理學家的一種設想,即:引力輻射是一種電磁輻射,引力波和電磁波的傳播速度相同,都等於光速,但是,本作者並不認同在引力和電磁力之間存在「等效原理」。

既然傳播電磁力的媒介子是光子,或「虛光子」,那麼根據「等效原理」,在暗物質可能發射的「暗電磁波」中可能存在「暗光子」,或「暗虛光子」。「暗光子」不是本作者首先使用的辭彙,而「暗虛光子」確實是本作者首先使用的術語,為了解釋「暗電磁波」或「暗電磁力」,我們不得不引入「暗光子」或「暗虛光子」的概念。英國杜倫大學的科學家理查德?馬西領導的研究小組首先使用了「暗光子」(dark photons)的術語,「暗光子」概念從最基本和最流行的暗物質理論中發展而來,該理論認為暗物質由一種通常稱為「弱相互作用重粒子」(weakly interacting massive particle, WIMP)的粒子構成。「暗光子」及其獨有的相互作用,可以解釋一些WIMP單粒子理論無法回答的問題,例如:為何星系中心的密度會低於原先計算的結果。杜倫大學的理查德?馬西領導的小組認為,普通物質的質子之間通過「光子」來傳播電磁力,當兩個質子相互靠近時,每個質子都將釋放一個光子——電磁力的載體——並吸收對方的光子,動量由此交換,質子彼此分離,形成正電荷的排斥效應,他們由此推測,「暗光子」在暗物質粒子中也許存在同樣的作用,只不過馬西的團隊沒有使用「暗電磁力」的概念。本作者首先使用了這一概念,不是受到馬西團隊的啟發,而是受到了「等效原理」的啟示,思想的基礎是科學哲學發現的邏輯,彰顯的是哲學思維的智慧。

需要指出的是,哲學意義的「等效原理」不同於科學意義的「等效原理」,廣義相對論的等效原理指出了在慣性系和非慣性系中,物理的作用規律是等效的,等效原理是廣義相對論的第一個基本原理,也是整個廣義相對論的核心,基本含義是指重力場與以適當加速度運動的參考系是等價的。本作者討論的是哲學意義的「等效原理」。如果將「暗光子」和「暗生命」的概念結合起來,那麼我們可以獲得不可思議的結論,即:「暗生命」也許生後在一個「暗光線」的世界裡,就像我們生活在「陽光燦爛的日子」一樣,科學家似乎為我們找到了哲學上「萬物有靈論」的某種依據,於是,宇宙學和哲學的聯合思維方式給我們帶來了「匪夷所思」的推斷,哲學在宇宙學背景的激發下似乎煥發了新的生命和活力。「暗光子」不是本作者首先提出的,但是,將這一概念和哲學意義的「等效原理」結合起來,本作者再一次給出了一個第一次的推斷,即:「暗光子」、或「暗光線」在「暗引力場」的附近穿行時,會產生彎折現象,就像光在穿越引力場的附近時,會產生彎折現象一樣。光線的彎折形成了「引力透鏡」現象,而「暗光線」的彎折現象也可能形成了「暗引力透鏡」,於是,本作者第一次提出了「暗引力透鏡」的概念,就像本作者在2016年4月15日發表的一篇聲明一樣,說不定國外的科學作者和科學家不久也會「跟風」,開始使用和解釋這一概念,畢竟神奇的互聯網使得科學的分享精神成為可能。

2016-4-18

(「Dark Light」 would be cured or warped when it moves through nearby region of 「Dark gravitational field」)

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