反物质是早已被发现的东西,而且已经用到技术上,所以完全不可能是一种错误。而暗物质来自用广义相对论理解宇宙学观测数据的困难,到目前为止还是一种猜想,没有板上钉钉的实验证据,所以在原则上确实有可能是错的。
早在1880年代,就有人猜想存在“反物质”,它跟正常物质的区别是,它提供的万有引力是负的。这个理论当然早已被否定了,现在认为所有的有质量的物体产生的引力都是正的。
得到公认的反物质概念,来自量子力学的开创者之一狄拉克(Paul Dirac)。他在1928年提出了一个相对论性的量子力学方程,叫做狄拉克方程。根据这个方程,应该存在一种跟电子具有相同的质量等性质、只是电荷相反的粒子。电子的电荷被规定为负的,那么这种粒子的电荷就应该是正的。
狄拉克
1932年,安德森(Carl D. Anderson)找到了这种粒子,将它命名为正电子。他为此获得了1932年的诺贝尔物理学奖。
暗物质的概念,来自另一个完全不同的来源。
爱因斯坦的广义相对论提出以后,人们很快就验证了它对日食时的光线偏折、水星近日点进动等现象的预测,普遍相信了它是一个非常精确的理论。但是,在解释星系旋转速度、引力透镜、宇宙中大尺度结构形成等观测数据时,人们发现已知的质量不足以解释观测结果。
那么怎么办?出于对广义相对论的信任,人们相信是有些质量没有被统计进去。这些质量对应的物质既不发光,也不参与电磁相互作用,所以无法用常规的手段检测到,因此人们把它们称为暗物质。
在寻找暗物质方面,已经做出了巨大的努力,得到了许多数据。但这些都是间接证据,还没有明确的直接证据证明暗物质存在,也就是说,还没人知道暗物质到底是什么粒子。因此,也有人反其道而行之,猜测暗物质并不存在,是广义相对论错了。
反物质与暗物质是两种不同的科学理论。反物质是根据狄拉克方程的科学预言,最初是从方程里计算出来,然后在实验中找到;暗物质则是天文学家们在宇宙观测当中,根据观测现象,发现在我们的星系和更大尺度上存在还没有能够直接看到的物质,从而对它们进行命名,“暗物质”这名字实际上就表明我们还没有“抓到”它,姑且起名以方便称呼,有很多天文学家、物理学家正在寻找它。
反物质是根据狄拉克方程的理论预言,这是一个相对论性的量子力学方程,他预言,除了我们组成我们日常所见的这些物质的粒子之外,每个粒子都有一种跟它的电荷,和/或者其他某些性质相反的粒子存在。反电子(也叫正电子)等反物质已经被找到。正反物质之间湮灭灭,可以产生能量。在宇宙存在之初,可能有几乎等量的正反物质存在,只是由于某种机制让正物质多了10亿分之一。
暗物质和反物质不一样。它是天文学家们在观测星系和星系团的时候发现其存在证据的。比如1930年代Zwicky对星系团的观测,1***0年代Vera Rubin对***系的观测,证明根据动力学观测的质量,比发光物质要多得多。这些必须存在的额外质量,就是暗物质,也就是通过发光看不到的物质。我们至今都不知道这些物质究竟是有什么样的粒子构成的。
科学体系当中,当然不排除有错误,甚至根据波普尔的科学哲学理论,因为科学本身就是一种“证伪”体系。这个意思就是说,科学家们可以提出各种理论,同时要根据这些理论去预言自然界当中发生的(尚未被观测到)各种现象,通过理论预言和实验观测的对比,来判定这个新的理论是对的还是错的。一旦被证明是错误的,那么这个理论就应该被抛弃,这就是所谓的证伪。通过了实践检验的,那么可以保留下来。
所以无论提出什么***说,不管他最终是否会被判定为错了,在这个努力的过程总是有价值的,不能把“提出***说”认为是错误。理论***说,必须明确指出其成立条件和范围,也就是伴随着可供独立检验的预言。
科学家们也是人,会犯错简直是一定的。就连伟大的科学家爱因斯坦,也曾经以为他写的宇宙学方程里面(根据数学)增加了一个反引力项是他犯下的最大的错误。在当时看来,确实没有必要。但是谁又能想到,在爱因斯坦去世几十年之后,宇宙学的新发现,让我们不得不把这个反引力项重新请回来呢(为了解决暗能量问题)。
反物质是很靠谱的理论。天然存在的宇宙射线和放射性同位素的电离辐射中都能找到正电子,这就是电子的反物质。95年CERN就造出过反氢原子。甚至PET就是一种广泛使用的利用正电子进行断层扫描的医疗设备。反物质是已知的物质,属于当代粒子物理学标准模型。
暗物质仍然只是猜想,既未被证实也未被证伪,是否是错误则要等待进一步的观测数据和理论分析。
我们学物理的也希望是错的,但无法解释正电子,负质子哪去啦,关键是这些物质在加速器中是可以制造出来的,并不事仅仅靠理论计算出来的。没有理由人类可以制造的物质,上帝制造不了啊。暗物质就更麻烦了,现在宇宙中可以计算出来的物质总量产生的引力太小了,无法吸住星系,早就该分崩离析了,星系怎么会存在百亿年的,星星早该独立自主跑的到处都是了,哪来的向心力啊,少了90%物质哪去啦,实在找不到只好寄希望于探测不到的物质啦。这个问题不解决物理发展到头啦。人类就只能靠比特币推动科学发展啦。人类是不是也要到头了啊
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