宇宙缺失质量在哪里？牛津物理学家新理论可破解暗物质之谜 http://technews.tw/2018/12/06/dark-matter-dark-fluid-negative-mass-antimatter-ska-%CE%BBcdm/ 宇宙中最令人崩溃的谜团不外乎暗物质与暗能量，明明占据宇宙总质量 95%，却行踪成谜 ，摸不清本质。不过现在，牛津大学天体物理学家 Jamie Farnes 提出暗物质与暗能量其 实是种随时间不断生成的「负质量」暗流体理论，竟轻松解释了所有疑点。重要的是，这 套理论与广义相对论相容，无需颠覆爱因斯坦。 负质量（negative mass）是理论物理学中一种假设的物质形式，其质量正负值与正常物 质相反。这里务必要注意的是，「负物质」与「反物质」（antimatter）是完全不同的概 念，负物质拥有负质量 / 负能量，但反物质拥有正质量 / 正能量，且反物质与普通物质 一样受重力场吸引，但负物质不受重力场吸引，反而受其排斥；也可以说，如果你推动一 个负质量物质，它不会顺着你的力量远离，反而会靠近你。 过去已经有科学家提出负物质概念，但过去认为负质量粒子会随着宇宙膨胀而变得稀薄、 分散，排斥力也随时间推移变弱，与实际观察到的宇宙正加速膨胀且充满暗物质、暗能量 结果矛盾，科学家只好将理论丢到一旁。 现在 Jamie Farnes 稍加修改爱因斯坦的广义相对论，提出新的负物质其实一直随着宇宙 膨胀不断生成。此前，稳态理论（Steady State Theory）也假设过新的（正）物质会随 着宇宙扩张不断产生，使宇宙符合完美宇宙学原理（Perfect Cosmological Principle） ，但观察表明该理论不正确；而 Jamie Farnes 修正後指出，稳态理论的假设并不包括负 物质在内。 认定暗物质与暗能量都是一种负质量流体後，Jamie Farnes 以此开发一套 3D 电脑模型 ，看看是否能解释星系的暗物质晕构造。正常来说，星系的旋转速率应该随着与核心距离 增加而减少，但实际观测发现，星系外侧旋转速度并未如预期减少，而是与内侧持平，因 此科学家提出外侧有暗物质晕填充，方能解释星系外围不至於因过大离心力而脱离。 https://img.technews.tw/wp-content/uploads/2018/12/06150131/Galactic-Rotation.png 典型的螺旋星系自转曲线，预测曲线（A）与观测曲线（B）矛盾。 而 Jamie Farnes 的模拟结果证实，带有正质量物质的星系会从各方向吸引负质量物质（ 暗物质与暗能量），负物质又对星系施加排斥力，能使星系以更高的速度旋转、不至於撕 裂自己。 看起来，这套新理论不需要颠覆爱因斯坦，不需要万有理论或修正牛顿理论（MOND），就 可以解释宇宙那些神秘的缺失质量了。 Jamie Farnes 希望可以使用下一代巨型无线电望远镜「平方公里阵列（Square Kilometre Array，SKA）」来证实负物质说法，该望远镜阵列正在建造中。如果 Jamie Farnes 的理论正确，我们将能修正目前天文学家广泛认同的宇宙 ΛCDM 模型（ LambdaCDM Model），认清暗物质与暗能量的本质：也许我们只是忘记在物质前面加上一 个简单的减号。 论文: https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201832898 --

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