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你以為你知道的,連頂尖科學家都不知道

黑洞、暗物質、暗能量、平行空間等概念,多數人都在網上見過。

「某某研究發現」,這樣的辭彙為人類的研究蒙上一層無往不利的假象,似乎人類對於這些事情已經有了清晰的認識。

其實這些你以為你能知道的事情,就連世界頂尖科學家都不清楚。

暗物質這一名詞許多人都知道,就是「宇宙中1/4的物質都是暗物質」這一結論也不少人知道。

就像給宇宙畫藍圖,我們對於「宇宙中1/4的物質都是暗物質」,也不過是計算的結果。

說起暗物質,還得從上個世紀的科學研究開始說起。

早在1915年,愛因斯坦剛剛提出廣義相對論的那一年,他就得出推論:宇宙物質的平均密度必須達到5×10^(-30)克/立方厘米,這樣全宇宙才能保持穩定。

不過在後來觀測中,科學家發現宇宙物質密度竟然遠遠小於這個理論值,整整小了100倍。為此,愛因斯坦和另一位荷蘭天體物理學家一起發表了一篇有關宇宙存在「看不見物質」的論文。

隨後對於暗物質的猜想如雨後春筍,不過最有力的證據還是「星系自轉問題」和「引力透鏡效應」。

根據引力理論,星體旋轉的速度與距離中心的距離會呈現一定的規律。一開始距離越遠速度越快,而超過了某一個值後,速度將逐漸下降。

但世紀觀測到的卻完全不同,處在遠離星系中心的恆星,公轉速度遠大於理論值。

曲線A為預測值,曲線B為觀測值

科學家排除了觀測誤差後,得出一個結論,這是因為這些恆星的質量其實比觀測到的要大。那是什麼造成這樣的情況?科學家認為是一種無法觀測到的物質加重了恆星重量。

而「引力透鏡效應」則來自愛因斯坦的預言。暗物質既然具有引力效應,那麼也會造成廣義相對論中所預言的時空彎曲。透過彎曲的時空看遠處的宇宙,就會發生如稜鏡似的折射現象。

如果空間存在大量的暗物質,整個空間都會出現變形現象,這也成了暗物質存在的佐證。

引力透鏡效應

上百年的研究和摸索,人類已經開始主動地探測暗物質的存在,例如中國悟空號暗物質粒子探測衛星,又或是模擬暗物質的產生。

那麼暗物質是宇宙真相的一部分嗎?這個問題恐怕頂尖科學家也無法回答。

曾經量子力學的崛起讓穩固的經典物理大廈將傾,可以想知,已知與未知的界限有時候也不是那麼穩固。

不僅僅是暗物質,我們對於許多問題還存有疑慮。

光速被視為速度規則的上限,但我們的猜想認為超越光速是可以實現的,許多科幻作品也毫不猶豫地引用超光速的概念。

但人類現在能夠達到的最快速度僅僅是70km/s,剛達到光速的1/4282,而且記錄保持者還是一個核動力井蓋*。

*註:一次失誤的核實驗導致一個井蓋被炸飛,因為只捕捉到一幀,速度仍是預估速度。

世界維度同樣是一個有趣的猜想概念,事實上我們連4維空間都沒有觀測過。而平行宇宙、外星生命這些更為廣泛提及的名詞,更是玄之又玄。

不過問題雖然留給人類,但未知從來不是問題,畢竟科學還在前進。

*參考資料:

豪爾赫?陳, 丹尼爾·懷特森 , 《一想到還有95%的問題留給人類,我就放心了》.

《一想到還有95%的問題留給人類,我就放心了》

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