按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页,按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页,按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部!
————未阅读完?加入书签已便下次继续阅读!
Γ匦牍岽┤魏慰占洌换崾艿饺魏巫璋�
应用重力交互作用和规范理论,推测重力子的性质是:静止质量为0,电荷为0,速度为光速,自旋为2。由于重力作用非常微小,在10公分的范围内,约为电磁作用的10倍,因此重力子的能量极小(注14)。由Planck 量子理论可推知重力波振动的频率极高,以致目前世界各国的重力波检测器,仍然无法达到能接收的频率范围。
目前全世界各地约有10几个重力波检测实验室,包括美国史丹福大学、马里兰大学、路易斯安那大学、加州理工学院、意大利罗马大学、中国广州大学以及日本、西德、英国与等,但是迄今尚无正式纪录可以确定发现重力波。
微中子能量亦甚小,因之频率亦甚高,故其一大特点在于穿透力特强,可以贯穿固态铅3500光年的厚度。根据微中子和重力子的性质相互比较,可以发现两者除了自旋外,其余性质相同。又在超对称的特性上,玻色子和费米子两者原是同类的。重力子自旋为2是玻色子;微中子自旋为1/2是费米子,两者应属同类。由此可知重力子和微中子的性质几乎全部相似。由重力子可以贯穿宇宙每个空间的性质,可知微中子同样可以贯穿宇宙每个空间。因此从太阳辐射出来的微中子,可以平均散发于全部三重宇宙,而辐射到我们这一重宇宙的微中子,当然仅有三分之一而已。如此一来,不但可以揭开太阳微中子失踪的大秘密,而且可以作为大宇宙是三重宇宙十维时空架构的左证。
四。 黑暗物质在天文物理学的解说与探测-
20多年来,在天文物理学上仍没有进展的一个重大问题就是黑暗物质(DarkMatter)。在1930年代,一位天文学家 FritzZwicky观测银河系后,发现有一些特殊而被隐藏的质量,以万有引力保持银河系的快速旋转。
一直到70年代,发现旋涡星系(galaxy)的重力牵引高速旋转的星球,保持快速运行而不至脱离。这星系的质量可由理论推算,当星球在旋涡星系的边缘以高速环绕着旋转时,这个星系的总质量可由此星球的质量和旋转速率估算出来。但由某种型态的星球及星系的绝对亮度与质量之间有一定的关系,依据星体的绝对亮度调查星体的质量,再乘测量的数量,即能推算出宇宙中看得见的物质之质量。即实际以天文望远镜观测星系的全部星球,所估算的星系质量比前者估算的总质量少很多。故发现星系似乎均隐藏着大量看不见的质量(MissingMass)(注15)。
以银河系为例,由维系银河系运行所需的引力,计算银河系的质量,与由观测到的恒星数,计算银河系的全体物质总质量比较,相差十倍以上。又根据观测氘(D)、氦…3(He)、氦…4(He)及其它元素与丰存量所得,指出以质子和中子型态存在的物质,其密度小于由星系团动力学所导出总物质的百分之十。
由银河系推测到其它星系,甚至星系团及超星系团中,也有大量黑暗物质存在。有多种观测数据估算,宇宙有多于总质量的90%,为不能用电磁波观测到的物质,这些物质即为黑暗物质(注16)。故宇宙间最普遍的东西,就是黑暗物质。
黑暗物质可能以非重子(nonbargon)或热黑暗物质(hot dark matter)和重子(bargon)或冷黑暗物质(cold darkmatter)二种方式存在。非重子或热黑暗物质方式中,如光子和微中子以光速或近于光速在移动,实际上不见有静止质量,也找不到有质量的证据。
假想中磁单极被认为不可能存在,若是宇宙中有大量磁单极,则银河的电场早就被撕裂了(注17)。另一假想中的轴子(axion),为解释强交互作用力,能维持原子核不散开而提出的一种假想粒子,尚未得到实验证实。
另有宇宙弦(cosmicstring)仅为宇宙中假设存在的物质形态之一,为宇宙生成后留在没有发生相变区域内的一股密集能量,因弦中的环状弦会放出重力波而消失,所以不可能留至今成为黑暗物质(注18)。重子或冷黑暗物质方式中,白矮星、中子星和黑洞可当成已知质量的物质系统;岩石星尘在星际间比例极低,可以忽略;近年来发现的木星型行星(称为棕矮星),因质量不大,例如木星在太阳系所占的物质比例极小。现在探测黑暗物质的热门目标;是以弱交重粒子(weaklyinteractingmassiveparticles)为对象,包括超夸克(Squark)、超轻子(Slepton)、超电子(Selectron)、和光超子(Photino)等。这些由超对称理论与所预言的超对称粒子,可能有质子十倍或以上的质量,或轻如轴子,和普通物质非常相似,然而迄今仍无发现。
五。 黑暗物质在三重宇宙的定位-
占宇宙总质量90%以上的黑暗物质,20年来,科学家以各种方法,例如宇宙天文观测、地下矿坑粒子接收设备接收和粒子对撞器探索等。目前世界上有许多黑暗物质的检测计划正在进行,较著名的有欧洲粒子物理研究中心(CERN),和美国伊立诺州费米实验室的粒子对撞器,日本岐阜县神冈矿山地下实验装置。正在准备进行的有美国德州52哩超导体超级粒子对撞器,完成后将成为全世界最大能量的粒子对撞器,尝试由试验结果证明黑暗物质存在的理论,但是迄今仍然一无所获。
近年研究结论,宇宙的组成以冷黑暗物质被大多数学者所接受,认为黑暗物质是质子和中子之类的重子所形成的。质子和中子的慢速移动,经万有引力而聚集而构成一般的物质,到某一密度便产生核熔合反应而发光,即成为可见星球(注19)。又因为由宇宙背景辐射的温度值,可以算得每立方公分约有四百个光子存在,根据此数值可以算出重子数量,和可见物质的重子数量,大致相同,故不应有黑暗物质存在。
但是黑暗物质的性质,仅有重力能影响我们看得到的星球,不能以电磁波观测到,此现象和超弦理论的十维时空三重宇宙之间所呈现的现象相符,因此根据三重宇宙的架构,黑暗物质的重子存在另一重我们观测不到的宇宙,则不受其数量与本宇宙光子数量比值的限制,及不受限于重子会发生核熔合而发光被我们观测到的顾忌。由此可知在另一重宇宙的黑暗物质,极可能与我们这一重宇宙由重子所构成的物质相同。
因此宇宙中最普遍存在的黑暗物质,可能不在我们生活其中的宇宙,而存在于另一重宇宙。
若是大宇宙以这种十维时空的架构存在,则可以解释一些天文物理学上的难题,举例如下:
一、天鹅座X…1光星,其内部与一般正常的星球相似,在观测其运动时,发现有一颗看不见,约8倍太阳质量的伴星,环绕着它旋转。这颗伴星绝非中子星或白矮星的质量,又在光学认证及一些其它疑点,被认为这颗伴星不是黑洞(注20)。若这颗伴星存在于另一重宇宙中,仅以重力影响X…1星的运行,则可说明这颗伴星是黑暗物质。
二、1972年L。
Bray发表观测哈雷彗星接近太阳比预定的日期,不是早到就是延后4天;经计算机仿真太阳系的数值模式计算结果,发现有一颗约土星3倍的太阳系第10颗X行星。
三、1981年 V。 Flandern提出研究报告,X行星有3倍地球质量,而且有一高倾斜度的轨道,可以说明干扰海王星的运行。
四、1987年美国天文学家 JohnAnderson依据19世纪海王星和天王星运行偏离轨道的天文观测纪录,发表「X行星学说」,推测太阳系内,有第十颗X行星存在。其质量约为地球的五倍,公转周期为700到1000年;其轨道与黄道面之间夹角很大,甚至可能与黄道面垂直,而呈狭长的椭圆形。
1973年和1974年先锋10号和11号太空探测船接近海王星和冥王星时,并未发现足以影响海王星、天王星或哈雷彗星运行的未知天体。并经哈伯太空望远镜于太空中观测,也没有发现太阳系的X行星存在(注21)。倘若X行星存在另一重宇宙中,其重力可以影响海王星、天王星或哈雷彗星的运行,当然可以解释上述现象。因此X行星可能是存在太阳系内,另一重宇宙的黑暗物质。
六。 地球内部黑暗物质的探讨-
在地球探索黑暗物质的一个方法,是应用地球科学分析地球内部的构造、组成、密度和压力,求出黑暗物质存在的证据。本人近年已完成一篇学术性论文「地球新模式的重建和内部黑暗物质的发现」,已于1993年12月在北京的两岸学术研讨会中发表,被评选为优秀论文。其要点如下:地球内部构造的三大部份中,地壳和地函二部份,已用许多地球科学的方法,测定其化学组成和密度分布,已达到相当正确的成果,但是在较深的地核部份,仍有许多问题存在。
为探讨地球内部的构造,依据目前最常被引用的地球模式,1981年Dziewonski和Anderson所提的PREM地球模式(Preliminary Reference Earth Model),在地函和地核的交界面(CMB;core…mantleboundary),由地函的岩石矿物密度 5。566 g/cm,跳升为地核熔岩的 9。903 g/cm;其间密度有 77。92 % 的跳升。
根据物理化学的数据,一般固态的物质在大气压下,熔化为液态时,密度大约降低10%,然而地球在CMB面,由固态地函转化为液态地核时,违反常态,非但密度不降,反而大幅跳升77。92%。这个密度跳升,主要是由已知地球质量和转动惯量的观测值,扣除已有相当可靠数据的地壳和地函部份,所剩余大量的质量和转动惯量,唯有采取高密度的地核,以配合地球质量的观测值,并在CMB面大幅跳升外核部份的密度,以配合地球转动惯量的观测值。这种地球模式是由推测所得,而所有观测方法均不能提出直接数据,以资证明密度跳升的现象,故地球内部