星系的旋转曲线之谜:它们为何违反经典引力理论?

王子看中美 2024-10-25 23:11:56

自上世纪70年代以来,星系旋转曲线之谜困扰了无数天文学家。这些曲线揭示了一个不容忽视的事实:大多数星系的旋转速度分布并未遵循经典引力理论的预期。这一异常现象成了理解宇宙结构的一大障碍,也催生了对暗物质的追寻。究竟为何星系旋转曲线会表现得如此反常?今天,我们从多个视角来探索这一谜题背后的可能答案。

星系旋转曲线是描述星系中恒星或气体绕星系中心旋转的速度与其距离中心的关系图表。根据经典引力理论,旋转曲线应该呈现一种“开头快、后段慢”的分布,即恒星靠近星系中心时旋转速度较快,而越远离中心旋转速度应越慢,呈现出递减趋势。这样的分布符合引力随距离平方反比减弱的原理——然而,实际观测结果却大相径庭。

20世纪70年代,天文学家维拉·鲁宾对大量螺旋星系进行观测后发现,星系旋转曲线在星系外围并未显著减速,相反,恒星和气体的旋转速度几乎保持恒定。这一发现挑战了经典引力理论,表明星系外围存在一些无法直接观测到的物质,使星系旋转曲线保持平稳。

暗物质的提出:看不见的“重量”

为了解释这一违反经典理论的现象,天文学家提出了“暗物质”的概念。暗物质是指一种不发光、不吸收、不反射光线的物质,但却具有引力作用。假设星系外围存在大量暗物质,其引力将对恒星和气体产生附加的引力效应,从而维持外围区域的旋转速度,形成恒定的旋转曲线。

暗物质理论自提出以来受到了广泛认可,并催生了多个国际研究项目,包括暗物质粒子探测器和宇宙微波背景辐射观测。尽管如此,科学家们仍未能直接探测到暗物质粒子,其真实存在性至今仍是一大谜题。暗物质的概念虽然在数学上能够解释旋转曲线的异常,但它依旧是一种假设,其存在与否目前还在科学界争论不休。

修改引力理论:不需要“看不见”的物质?

在寻找暗物质的同时,也有科学家提出是否经典引力理论本身需要被修正。修正牛顿动力学理论(MOND)便是其中之一。根据MOND理论,在极低加速度环境下,万有引力的行为可能有所改变,不再遵循平方反比定律。MOND的支持者认为,星系外围的引力正处在这一极低加速度环境中,因而旋转曲线表现出与经典理论不同的特征。

MOND在解释星系旋转曲线异常上取得了一些成功,但它的适用性仅限于星系尺度,而在更大范围的宇宙结构中缺乏有效性。此外,MOND理论的支持者面临的最大难题是,该理论难以与广义相对论兼容。因此,虽然MOND为旋转曲线之谜提供了另一种解答,但它尚未得到广泛接受。

宇宙中的“神秘成分”:是否存在新的基本粒子?

暗物质之所以难以直接观测,可能是因为它由全新类型的粒子构成。物理学家提出了一些假设,如弱相互作用重粒子(WIMPs)或轴子,这些粒子可能具有微弱的自旋和极少的相互作用,因此难以用传统方法探测。许多粒子物理实验,包括大型强子对撞机(LHC)和各种地下实验,正致力于寻找暗物质粒子以期解开旋转曲线之谜。

如果某种新型基本粒子被证实为暗物质的组成成分,那么旋转曲线异常现象将得到完美解答。但截至目前,还没有确凿证据支持这一假设。科学家们不断提高探测技术和实验精度,希望能在未来的实验中有所突破。

多信使天文学:破解旋转曲线之谜的新途径

随着天文学的进步,多信使观测——即通过引力波、射电、伽马射线等多种信号的协同观测,正在为暗物质的存在提供新线索。引力波探测器LIGO和Virgo在观测双黑洞合并时发现了一些异常现象,部分科学家认为这可能与暗物质有关。此外,伽马射线望远镜对宇宙中高能事件的观测也提供了关于暗物质的新信息。

未来的多信使观测将进一步揭示暗物质的性质,并为星系旋转曲线的异常现象提供更直接的证据。科学家们期待通过这些手段,能在旋转曲线之谜上取得突破性进展。

结语:旋转曲线之谜的未来

星系旋转曲线的异常现象,反映出宇宙中还存在着许多我们无法直接探测的成分。这一谜题激发了多个学科的深入研究,从暗物质假说到引力修正理论,再到寻找新型基本粒子和多信使天文学的应用。尽管至今尚无定论,但每一种探索都让我们离宇宙的真相更进一步。

星系旋转曲线之谜不仅仅是天文学上的一个问题,它还让我们重新审视人类对宇宙规律的理解边界。这一未解之谜提醒我们,宇宙中可能隐藏着尚未认知的物理现象和成分,等待着科学家们去探索和解读。

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评论列表
  • 2024-10-26 08:26

    波与场的研究都是数学当物理,舍本逐末捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,都是质量的运动罢了,研究鸡毛的颜色(波与场)能认知鸡(物质)运动规律吗?还有波粒二象性??以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么??? ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本,两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系何益?

  • 2024-10-26 08:23

    牛顿晚年研究上帝神学,是敬畏信任自然,他希望自然哲学与上帝协调一致。不知道为什么有引力而且确定明天还有???这种人类认知自然的极限困惑(终极因的因不可能知道,成了悖论斯坦利用的搞骗技巧),寄托于上帝是一种有效的共识方法。愚蠢的人居然为此贬低嘲笑牛顿,这些能改变牛顿的崇高和伟大吗?………自然绝对诚实有确定性,但自然宿命/决定论有复杂性::意识可以作用于人体(物质),清清楚楚比比皆是,对自然宿命具有广泛的扰动。而且,万物普遍联系持续发展,宿命的复杂现象有观测困难的不确定性(水往低处流隐藏了万有引力)。修建水坝不能改变自然法则,只是重复了一个已有的自然现象。——信任自然(唯物主义)观测归纳(真实)是人类生存包括科学的唯一根本。………所有自然规律都是对过去自然现象的观测归纳,为什么这些规律在未来还是那样???没人知道。只能信任自然(科学尽头)——唯物主义信念!!!将绝对诚实的自然想象成人格化的上帝或神,是一种有主观心理作用的信仰罢了。

  • 2024-10-26 08:25

    ⭕️时光倒流是数学当物理的骗术!都是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,以及所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光(超音速)观测雷电(来的快),用声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。木啥实质影响。都是为了欺骗。钟摆移动到月球表面变慢了,时间定义还是没变,谁的时光倒流了???❌号称修正GPS原子钟的大笑话: 狭义相对论让星钟变慢,再来个广义相对论让星钟变快,你说这钟倒不倒霉?关键是反复修正还是不行(误差90%)!参见论文“部分相对论效应对北斗原子钟性能影响分析” ⭕️ 时间是观测经验(次数-先后)抽象理想化概念,如同长度、质量、圆pi数字文字等形而上学概念定义,不猜测任何真实,用于表达真实。观测同一对象100个结果,如何识别它们,时间!!时间是意识记忆序列的标识符,没有记忆就无法观测时间和运动变化。意识记忆有绝对顺序就是绝对时间,观测时刻就是现在,时间流动的感觉就是意识记忆在发生。——绝对时空清清楚楚无法改变,相对时空是数学虚幻,只能是近似。宇宙时时处处可放羊???当然是鬼把戏。

  • 2024-10-26 08:23

    理论物理学进展缓慢(倒退)的原因::: (1)有不少观念认为,先创造假说~再验证证明,就是科学。这其实是一种悖论斯坦式两头骗术!!!假说认知自然有任何成功先例吗?数字文字概念符号包括几何公设(黎曼欧几里得),都是经验的理想化抽象(所谓形而上学当然也是唯物主义),不预测任何真实,用于表达真实。与假说根本不同。………光速不变预测真实冒充公设,它不仅创造假说,还违背相对速度公理。(2)悖论斯坦的号称证明也是骗术!!!自然规律是全称命题,象万有引力定律一样,证伪当然有效,证明/证实当然无效,一天证明10000次也没用。牛顿自然哲学的观点是观测归纳,还是必要充分真实的归纳,严肃地反对创造假说!!!创造假说号称证明,是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖的狂妄骗术。祸害时空观,祸害质量能量引力物理概念,祸害自然认知方法。。。 (3)悖论斯坦骗术已经成了一种十分强大的科学时髦。假打弄成比真打更迷人,实在是恐怖和难以理解的!!! (4)倒退是指创造假说泛滥,攻击已有物理公理物理概念和认知方法,以认知进化否定绝对真理,祸害哲学。 ………花钱鼓吹骗子重要?批判骗子不需要?这是祸害子孙祸害国家!

  • 2024-10-26 08:25

    量子纠缠笑话——宇宙浩瀚。。。物质质量普遍有力的相互作用,相对运动,是永远不变的真。⭕️邪门纠缠比找女朋友邪门太多了!!!!❌独此一女???独此一男???必须纠缠必然纠缠???❌如何找到独此一女???如何找到独女的独此一男???这种纠缠是万变中不变的真理吗?———观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。在万变中寻求不变的真理,如,物质不灭,能量守恒,1+1=2等等。常常有人宣称,暗物质占XX%,只是人类观测不到!!………这和“鬼把戏”有区别吗???

  • 2024-10-26 08:27

    悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学的核心根基——确定性,以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,终身搞骗,祸害极大极深极广,100多年了,还在鼓吹骗子,居然成了一门生意?………一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?迷信蔑视自然的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,人人都沉默?科学还有希望吗???

  • 2024-10-26 08:24

    ⭕️⭕️空间弯曲还是道德弯曲???——— 引力本质是空间弯曲? 空间弯曲影响轨道还是影响受力?空间弯曲导致空间移动,空间跑掉了?如何观测?弯曲空间如何对质量有力作用?平直空间不认识质量??空间如何知道材料密度差异??骗子改变导弹和汽车的轨道方向是用力还是用空间弯曲?空间弯曲能弯住升空气球吗?活见鬼!体积太大会被空间卡死吗???水星椭圆进动轨道弯的套路不一样?👻两个质点靠在一起,质量引力的作用力和反作用力,空间往哪个方向弯呢?骗子知道吗?………人人可知空间静止可入,对物体没有力作用,没有空间弯曲是道德弯曲!!………质量随相对速度变化很有趣!相对速度无穷多,哪有高速低速之分?静质量是相对哪个速度参考系呢?各个方向相对速度不一样,难道各个方向质量不同吗?相对速度到处都是,明天还是。有原因和本质吗???………苏格拉底说,真理是唯一的,因果关系无穷多/不确定。㊙️㊙️不要搞道德弯曲,绝对空间的非惯性系变化才是真正的航天问题。

  • 2024-10-26 08:25

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本没有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应不是真理,是毒药祸害,掩埋了科学真相阻碍了求知探索!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞光速不变??光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗???㊙️迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

  • 2024-10-26 08:26

    光速不变假说见证了高超的骗术!——— 任何全称命题证伪当然有效,证明/证实当然无效。全称命题光速不变违背相对速度自然公理,已有效证伪!!!任何数学演绎能推理出来全称命题“光速不变”吗???无论多少次实验能证明全称命题“光速不变”吗???任何实验精度能证明“光速不变”吗???必然都是骗。相对光速/光速变化/超越光速当然都是正常现象。 光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗??光反射驱动光帆速度不变??相对速度变化导致多普勒效应和红移,是光速不变??光子离开黑洞速度变吗?光子进入黑洞速度也不变吗?掩盖谎言需要更多谎言!………光速常数c不是光速不变,地球引力常数G当前还在努力提高观测精度。———量子不确定性原理如何解释光速不变这种无限的确定性???

  • 2024-10-26 08:28

    ❌万能骗术无底洞:::—— 无中生有创造假说解释稀奇,你能证有吗?永远不可能。你能证无吗?永远不可能(时空无限,号称科技没达到)。解释稀奇号称证明,虽然是(悖论)骗,但你只好被迫证伪/无,进入万能骗术无底洞!!!………鬼把戏总是无法识破的,科学鬼把戏可以持续玩到人类灭绝!!!⭕️真善皆美!!!由真理得食物,善良是分配食物,没有真,善是不可能的。更爱真理是人类的最高智慧和希望。……… 终身搞悖论的爱因斯坦,雅称悖论斯坦,搞的是两头骗,万能骗,诱惑哲学复合骗,终身骗,祸害真理,当然只能是人类公敌!!一些人鼓吹骗子肯定有一种快乐,一种缺德愚蠢的快乐,骗子的温水煮了100多年了,人类社会难道不需要猛醒吗???

  • 2024-10-26 08:26

    证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论是无法验证的。作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。为自然存在(有无)找原因也都是骗。真理不证自明无法证明,需要验证的理论是骗,号称证明理论也是骗!!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。

  • 2024-10-26 08:27

    自发裂变反应的预测和发现,是原子能利用的直接原因。与爱因斯坦有啥关系?质量亏损是他发现的吗?不知道他如何将沙子变成能量?如何将能量变成质量?篡改美女“动能公式(天天到处用)”把她变性成和尚“质能方程(看到人家核弹成功了,他居然假惺惺地说后悔编造了狗屎造核弹方程)”………这个莫名其妙的数学“能量”是动能还是势能?如何与质量运动发生作用?——解释光电效应?物理机制根本木有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。对比牛顿对“引力”必要充分真实的严谨归纳,是不是荒唐的笑话???——原来他还干过采用牛顿引力常数否定万有引力定律的丑事!——相对论篡改伽利略变换,洛伦兹遗憾的说“对于我,只有真正的时间,。。。都是爱因斯坦干的(破坏时间基本概念的荒唐事?)”

  • 2024-10-26 08:27

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的本质,能量是物质相互作用和运动变化的度量,是变化现象。数学都是基于公理的演绎,超越公理的理解当然是虚幻。动能和势能,都是相对的,由相对速度相互作用力决定(质量不变),是质量体之间相互作用的度量,是物质变化现象,不是物质的本质,咋能与单体质量等效???场无质量居然有能量???质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???