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暗流體遍布宇宙,有時吸引,有時排斥,究竟是怎么一回事?

2021-03-17 17:39 作者:徐德文科學頻道  | 我要投稿


不知道XXX、XXX,就難說你認識娛樂圈;

不知道牛頓、愛因斯坦,就難說你認識科學界;

不知道暗物質、暗能量,就難說你認識宇宙。

我真不知道XXX、XXX,所以完全不了解娛樂圈。很多人可能知道暗物質、暗能量,但能說你了解宇宙嗎?可能并不一定,因為在一個非主流的宇宙理論里,暗物質和暗能量和你理解的可能大不一樣,大相徑庭,大肆出乎你的意料。

這個理論就是暗流體。

在宇宙學中,暗物質是目前科學家們只能通過引力現(xiàn)象觀察到的不可見物質,大量存在于星系周圍,以致我們能看見的正常物質只占整個宇宙總質量/能量的5%,而暗物質就占了27%。

而暗能量則是一種遍布宇宙空間,具有排斥性的萬有引力,導致宇宙時空結構膨脹的看不見的能量,占宇宙總質量/能量的68%。更準確的說法是負壓力而不是排斥性的萬有引力,因為負壓力才不會導致個別物質之間的排斥。

這就是我們現(xiàn)在認識到的暗物質和暗能量,是通過各種宇宙觀測發(fā)現(xiàn)的,都有著多種間接證據(jù)的支持。但迄今為止,科學家們并沒有看到暗物質和暗能量存在的直接證據(jù),所以有很多理論都試圖對其進行解釋。

暗流體就是本世紀初開始出現(xiàn)的,試圖解釋暗物質和暗能量的非主流理論。和其它將暗物質和暗能量分開解釋的理論不同,暗流體試圖把它們聯(lián)系起來,認為暗流體是遍布宇宙空間的特殊流體。2018年,牛津大學宇宙學家杰米·法恩斯(Jamie Farnes)提出,具有負質量的暗流體可以解釋暗物質和暗能量的特性,所以這個理論也被稱為法恩斯宇宙模型。

按照法恩斯宇宙模型,暗流體的吸引或排斥行為取決于宇宙局部的能量密度。在大量物質出現(xiàn)的空間區(qū)域,暗流體流過物質時會減慢速度并在其周圍凝聚,然后又吸引更多的暗流體積聚,從而放大了局部區(qū)域的重力,看起來就像存在著某種暗物質。這種效應始終存在,然而只有在星系這樣非常大質量的尺度下才會發(fā)生。

而在物質相對較少的地方,比如星系之間空曠的區(qū)域中,暗流體會很松弛并具有負壓力,因而成為一種排斥性的力量,看起來就像存在著大量的暗能量。

沒有人知道這個觀點是不是對的,暫時也還沒有證據(jù)來證明這個理論,不過其它解釋也還沒有證據(jù),所以了解這個理論對自己的知識是很好的擴充。

在徐德文的科幻小說《宇宙演化綱要》第一章中,對整個宇宙的結構就借鑒了這個理論,把能量和時間直接等價起來,架構了一個正物質世界、負物質世界交錯的宇宙,并衍生出負物質黑洞等概念。通過對宇宙的認知程度,小說將宇宙文明分為低級智慧文明、高級智慧文明、超高級智慧文明及極超高級智慧文明四級,超高級和極超高級智慧文明就可以利用負黑洞引擎在宇宙中進行極超光速飛行,沒有質量變大、尺縮效應、時間膨脹、時間倒流、雙生子佯謬等效應,還可以利用粒子-負粒子對實現(xiàn)低延遲的超遠距極超光速通訊,從而將整個宇宙時空完全聯(lián)系在一起了。

你可以從這里,或點擊頁面下方“了解更多”,或進入本賬號主頁開始自由閱讀這部小說。

以后我會隨時寫一些文章,闡釋小說中涉及到的一些科學知識。當然,科學理論是科學理論,科幻小說是科幻小說,里面雖然有很多與科學相符的認知,但也有虛構的成分,請注意甄別,也歡迎大家討論。

參考:

維基百科:暗物質、暗能量、暗流體(Dark fluid)、負質量(Negative mass)

Astronomy and Astrophysics/A unifying theory of dark energy and dark matter: Negative masses and matter creation within a modified ΛCDM framework



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