一、兩大科學之謎
(一)暗物質(zhì)之謎:
現(xiàn)行宇宙觀認為,宇宙中常規(guī)物質(zhì)占5%,暗物質(zhì)占25%,暗物質(zhì)參與引力相互作用,但不與光子相互作用,所以觀察不到。
科學家認為,暗物質(zhì)就像蜘蛛網(wǎng)一樣,將快速移動的星系連接在一起。這些東西實在是太多了,以至于可以扭曲時空,因此有很多天文學家在通過太空望遠鏡觀測遙遠的星系時,常常會出現(xiàn)時空扭曲的現(xiàn)象。目前我們掌握了足夠的證據(jù)來證明暗物質(zhì)的存在,但至于它是什么,如何形成的,仍然是一個謎。一些天體物理學家認為暗物質(zhì)是由一種未被發(fā)現(xiàn)的粒子構(gòu)成的,而其他人則認為暗物質(zhì)是一種未被發(fā)現(xiàn)的重力屬性,無論真相是什么,暗物質(zhì)都是一個真正意義上困擾科學家們的難題,而且事實證明它非常難以確定。
那么暗物質(zhì)究竟是什么,是各國科學家研究的一個重點前沿課題,我國為此項研究專門發(fā)射了“悟空”號暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星。
暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星(英文簡稱DAMPE):“悟空”號是我國首顆空間天文衛(wèi)星。它計劃通過在空間觀測高能電子(包括正電子)和伽瑪射線能譜,來尋找暗物質(zhì)粒子的存在證據(jù),并開展宇宙射線起源及伽馬射線天文方面的相關(guān)研究。
暗物質(zhì)粒子探測有效載荷由4個子探測器及載荷數(shù)管構(gòu)成,其中包括塑閃陣列探測器PSD、硅陣列探測器STK、BGO量能器、中子探測器NUD。載荷各部分協(xié)同工作以完成科學目標和工程物理指標。
?。ǘ┎6笮裕?p> 1、機械振動:物體或物體的一部分在平衡位置附近的往復運動叫做機械振動,簡稱振動。
簡諧運動:如果物體的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律,即它的振動圖像(x-t圖像)是一條正弦曲線,這樣的振動是一種簡諧運動。簡諧運動是機械振動最簡單、最基本的的運動形式。
勻速圓周運動的投影是簡諧運動。
2、波和波的特性:
?。?)波的生成:振動的傳播形成波。
如機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波——音叉的振動在空氣中傳播形成聲波;
電磁振蕩的傳播形成電磁波。
?。?)波的特性:干涉、衍射是一切波的特性。
3、光的波粒二象性和物質(zhì)波:
?。?)光的波粒二象性:光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)無可爭辯的說明光具有粒子性;光的干涉、衍射現(xiàn)象又無可爭辯的說明光具有波動性,人們終于認識到光具有波粒二象性。
?。?)物質(zhì)波:任何一個實物粒子都和一個波相對應(yīng),稱為物質(zhì)波,物質(zhì)波的波長。
?。?)理解:光子(粒子)打在照相底片上出現(xiàn)一個個光點——顯示粒子性,但光子(粒子)沒有一定的軌道(不同于經(jīng)典力學);大量光子(粒子)的運動規(guī)律——顯示波動性。
玻恩的統(tǒng)計解釋:光子(粒子)在某處出現(xiàn)的幾率與波的強度成正比。所以微觀粒子的波動性不同于傳統(tǒng)意義上的波,而是一種概率波。
4、概率波成因之謎:
?。?)主流觀點:波粒二象性是一切物質(zhì)的根本屬性,一切物體都具有波粒二象性,但是由于宏觀物體質(zhì)量、動量巨大,其對應(yīng)物質(zhì)波的波長極小,即軌道的不確定性極小,表現(xiàn)為有一定的軌道。
?。?)隱變量理論:1952年,玻姆在《物理學評論》上連續(xù)發(fā)表兩篇文章,提出了量子力學的隱變量解釋。玻姆認為,在量子世界中粒子仍然是沿著一條精確的連續(xù)軌跡運動的,只是這條軌跡不僅由通常的力來決定,而且還受到一種更微妙的量子勢的影響。量子勢由波函數(shù)產(chǎn)生,它通過提供關(guān)于整個環(huán)境的能動信息來引導粒子運動,正是它的存在導致了微觀粒子不同于宏觀物體的奇異的運動表現(xiàn)。
玻姆理論最引人注目之處在于它對測量的處理。在這一理論中,量子系統(tǒng)的性質(zhì)不只屬于系統(tǒng)本身,它的演化既取決于系統(tǒng)、同時也取決于測量儀器。因此,關(guān)于隱變量的測量結(jié)果的統(tǒng)計分布將隨實驗裝置的不同而不同。正是這個整體性特征保證了玻姆的隱變量理論與量子力學(對于測量結(jié)果)具有完全相同的預(yù)測。
然而,它也導致了一個令人極不舒服的結(jié)果。根據(jù)玻姆理論的預(yù)言,盡管它為粒子找回了軌跡,但卻是一條永遠不可見的軌跡,理論中引入的隱變量——粒子的確定的位置和速度都是原則上不可測知的。人們永遠無法知道粒子實際的運動軌跡,對它們的測量將總是產(chǎn)生與量子力學相一致的結(jié)果。
二、揭秘——宇宙是孿生六胞胎
宇宙的產(chǎn)生:無中生有,宇宙的總能量為零!我們所在的宇宙為孿生六胞胎。
具體來說:宇宙是同時出生、演變規(guī)律完全相同的孿生六胞胎,這個孿生六胞胎在更高維度上呈現(xiàn)“共軛”形態(tài)。
?。ㄒ唬┌滴镔|(zhì)之謎:
我們只能觀測到各自本身所在宇宙的物質(zhì),另外的5個孿生宇宙的物質(zhì)觀察不到,但可以產(chǎn)生引力,這就是所謂的暗物質(zhì)!所以宇宙中常規(guī)物質(zhì)占5%,暗物質(zhì)占25%,暗物質(zhì)質(zhì)量是常規(guī)物質(zhì)質(zhì)量的5倍!
?。ǘ┎6笮裕?p> 1、連續(xù)性和量子化:一條線段屬于同一維度,且是連續(xù)的,但是線段是由微觀點構(gòu)成的,這些微觀點是不連續(xù)的,是量子化的。而微觀點可屬于任何一個維度(如同零向量),即微觀粒子可屬于任何一個孿生宇宙,微觀粒子當然也可穿行在不同維度的孿生宇宙中。
因各孿生宇宙的嚴格對稱性,每個微觀粒子在另外的5個孿生宇宙中都有同時、處于相同運動狀態(tài)的對應(yīng)粒子。對應(yīng)微觀粒子的“相互穿越”也一定是同時發(fā)生的,所以每個宇宙總粒子數(shù)不隨微觀粒子的穿越而發(fā)生改變。
同樣道理,每個宏觀物體在另外的5個孿生宇宙中都有同時、處于相同運動狀態(tài)的對應(yīng)宏觀物體;我們每個“人”在另外的5個孿生宇宙中都有同時在做著同樣事情、思考著同樣問題的孿生“人”;當我寫下這段話的同時,另外的5個“我”也在寫著同樣的話語,做著同樣的猜想!不要忘了,組成這“六個我”的微觀粒子,包括繞著原子核旋轉(zhuǎn)的電子,也在不停地進行著對應(yīng)、對等的“相互穿越”!
2、概率波成因:
假如我們具有“上帝視角”,能在更高的維度來跟蹤某一個粒子,就會發(fā)現(xiàn)該粒子在高維空間內(nèi)運行時,是有一定的軌道的,而不需要所謂的“隱變量”。
由于我們沒有“上帝視角”,不能在更高的維度來觀察世界。而在三維空間中,我們就無法描繪“宇宙”孿生六胞胎在更高維度上“共軛”的場景;甚至無法描繪六個孿生宇宙中“同一個對應(yīng)粒子”在同一時刻的分布情況,因為這六個對應(yīng)粒子,同一時刻是分處在六個三維孿生宇宙中的!
在我們能夠理解的三維空間,那就只好打個不甚確切的比方了:這六個對應(yīng)粒子,在同一時刻的分布如右圖所示。
仿照該分布圖,這六個孿生宇宙,我們就分別命名為x宇宙、x'宇宙、y宇宙、y'宇宙、z宇宙、z'宇宙。
我們知道,勻速圓周運動的投影是簡諧運動。所以這六個對應(yīng)粒子,不停地進行著對應(yīng)、對等的“相互穿越”,在每個宇宙中該粒子出現(xiàn)的位置分布,當然就符合“波動性”統(tǒng)計規(guī)律了,如原子核外球型對稱的電子云、無把啞鈴形的電子云等。從而概率波成因之謎得到揭曉!
同理,大量光子(粒子)在每一個三維宇宙中的概率分布規(guī)律,自然也符合波動性統(tǒng)計規(guī)律!
3、量子隧道效應(yīng):
量子隧道效應(yīng)(英文Quantum tunnelling effect)是基本的量子現(xiàn)象之一,即當微觀粒子的總能量小于勢壘高度時,該粒子仍能穿越這一勢壘。
因為x宇宙中微觀粒子的總能量小于勢壘高度,x宇宙中微觀粒子無法穿越這一勢壘。但對從孿生宇宙“穿越”過來的對應(yīng)粒子,穿越粒子出現(xiàn)的位置,是不受x宇宙中勢壘高度影響的喲!
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宇宙是同時出生、演變規(guī)律完全相同的孿生六胞胎,這個孿生六胞胎在更高維度上呈現(xiàn)“共軛”形態(tài)。
基于該宇宙結(jié)構(gòu)模型,能夠非常簡潔、明了地揭示“暗物質(zhì)”之謎和“概率波”成因之謎及量子隧道效應(yīng)。
這使我們有理由相信,我們抓住了“真理”!因為物理概念、規(guī)律,越接近真理,越具有“簡潔”之美!