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分之二十五的暗物质以及百分之七十五的暗能量。暗物质在宇宙空间中所占比重为可见物质的5倍。 但备受争议的斯塔克曼的观点却是,宇宙中存在的“以太”物质能够更好的解释星系间的各种现象。有关斯塔克曼这一观点的论文最近发表在8月26号的《新科学家》杂志上。斯塔克曼说:“星系的旋转速度比我们预想的要快的多,这也限制了我们所能观察到的物质数量。我们长久以来所给出的一个可能性的就是,在星系间存在着某种尚未能解释的物质,这些物质产生了额外的引力效应。但也有另外一个可能性,即我们所观察到的可见物质产生了比我们之前所认为的更多的引力。这就是‘以太’的由来。” 以太气流 “以太”这一术语最先由亚里斯多德提出,亚里斯多德认为天体(太阳、月球、行星、恒星)是由另外第五种元素“以太” (ether))组成的(其它四种元素分别为泥土、空气、火和水),跟地上的物质不同的是它永远不变、完美。 所以天上会变的东西,像流星、彗星、新星都在天空之下、在地球大气层空气中,而不是在恒星和行星中。以太的自然运动不是往地球的直线运动而是绕地球做等速圆周运动,自然形状也是光滑的球形,因为球或圆圈是最完美的形状。而科学家们所解释的“以太”概念则是:遍布宇宙的一种背景介质,这一概念也流传了上百年时间。科学家们此前曾认为,正是以太这种物质才使得光能够在空间传播,就如同声音需要空气或水作为媒介来传播和扩散一样。 一些物理学家认为,地球在以太中的运动会制造出一种“以太气流”,这种气流会使得光波发生弯曲,就好像声波在大气气流中发生偏移一样。但以太理论在1887年艾伯特-迈克耳逊(1907年诺贝尔物理学奖得主,以表彰他对光学精密仪器及用之于光谱学与计量学研究所作的贡献,他以精密测量光的速度和以空前精密度进行以太漂移实验而闻名于世)同爱德华-摩尔利(实验测量出光速变化的美国天文学家)的试验失败后,在很大程度上被就此搁置一旁。 迈克耳逊-摩尔利的试验建立在这样一个基础上,假定整个空间充满着光以太,人们认为以太是不动的,地球运行时通过以太。因此,顺地球运动方向发出的光传播得应该(或看来应该)比向与地球运动方向成直角发出的光快些。两束光会失相并出现干涉条纹。测量条纹的宽度就可能求出地球相对于以太的精确速度。这样,便可以测定地球的“绝对运动”,还将由宇宙间一切物体相对于地球的运动得知它们的绝对运动。但试验的最终结果却是看不到有明显宽度的条纹,因此光速在任何环境下任何方向上都没有差别。从而也推翻了所有关于以太的学说。这一意味着“以太气流”可能不存在。后来爱因斯坦在自己的狭义相对论的基础上表明,光可以在“没有以太”的真空中进行传播。 但斯塔克曼关于“以太”的概念理解同十九世纪时所理解的“以太”概念又存在很大不同,斯塔克曼认为,“以太”对重力产生影响,而不是对光的运动产生影响。斯塔克曼说:“在传统的重力模型中,科学家们使用被重物压住发生弯曲的橡胶板来显示其受重力情况。”斯塔克曼解释了在他的理论中“以太”是如何发生作用的。“当以太物质遍布周围时,橡胶板变得十分柔软。所以当上面承受重物时,其所受的重力影响要大的多。”斯塔克曼通过初步计算提出,以太对重力的影响可以解释为什么星系内部的恒星能够以如此高的速率进行运动。 斯塔克曼研究的下一步将着重于进行更多、更详细的计算来保证他提出的“以太”理论能够同现有的宇宙资料想吻合,如太阳系中各行星的运动。斯塔克曼说:“进行这些试验十分重要,因为很有可能我们会推翻暗物质理论,或者说进行这些试验将使得我们对‘以太’理论的信心进一步增加。从这个层面上来说,在没有确切证明之前,我认为目前两种对立的理论应该并存。” 挑战爱因斯坦 斯塔克曼的理论得到了数位理论物理学家的联合支持,其中包括以色列耶路撒冷希伯来大学理论物理学教授雅各布-贝肯斯坦,加州大学戴维斯分校的宇宙学家兼物理学教授安德里亚-阿尔布雷切特。但斯塔克曼同时也承认,他提出的以太理论还处于初期阶段,可能无法经受严格的测试,需要进一步的完善。斯塔克曼说:“相对于暗物质理论,我们提出了另外一种理论解释。我们并不是说暗物质理论一定是错的。如果要我在暗物质理论同以太理论的正确性之间进行打-,我可能会选暗物质理论。” 对于这两种理论的提出,还有一些科学家持观望中立态度。美国伊利诺斯州芝加哥大学的天体物理学家迈克尔-特纳对斯塔克曼提出的理论很感兴趣,但由于理论中尚有许多不足,要他全部接收他本人会感到有些犹豫。比如,如果“以太”这种物质确实存在,那么爱因斯坦的相对论就出现了漏洞,爱因斯坦相对论解释的光线如何传播以及重力如何作用已经深入人心。特纳说:“以太理论的确立还为时尚早,如果用以太理论改变传统的引力理论,那么也会动摇其它一些理论体系,在许多领域会引起一场变革。以太理论是个有趣的备选方案,但我们已经有了一个相当完美的首选方案(暗物质理论)。”(章田/雅龙) < 1 > < 2 >
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