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暗物质能否拯救宇宙?-今日头条

 激扬文字 2015-08-11

按照相对论光速不变原理,物质之间的信息传播不能够超过光速,否则就会违背因果规律。目前依据广义相对论建立起来的宇宙模型就可能存在一个致命的问题:如何在宇宙尺度范围内维持宇宙的稳定性?

尽管现在部分宇宙理论认为宇宙是有限的,但是同光速相比,这个尺度还是非常大的,物理上可以看作是无限的。一个重要的证据:随着现有的天文望远镜的技术不断得到发展,我们始终没有看到宇宙的尽头,说明宇宙中星际之间的距离远远超出我们的认知能力。

一个近乎无限的宇宙尺度,同用有限的光速来进行联系的物质之间的关系,相信随着星系之间的距离越来越远,这个系统最终会因为一点小的扰动而崩溃。

打个比方说,一个很短的面包,之间的面粉利用粘滞力结合在一起,它是比较稳定的。但如果我们做出的面包越来越长,达到几米的长度时,这个面包可能就会因为一点点用力而断开。而如果一个面包长达几公里的时候,这个面包基本上就不能够随意搬动了,稍微一点风吹草动就会断裂。

宇宙也是这样,既然物质之间的相互作用距离是有限的,没有超距作用。那么维持星系之间的万有引力就如同面粉之间的粘滞力一样,只能够比较稳定地维持一个很小范围的“宇宙”,一旦超出了这个范围宇宙肯定就会变得非常不稳定,而不是像我们现在这样计算出来的上百亿年的寿命。

那么我们如果在面包之中增加一个钢丝来进行加固,是否就可以维持这样的面包的稳定性。这当然是可以的。然而对于钢丝来说,相信随着其长度更长一些,其也将变得不稳定。比如我们现在如果能够从卫星上面拉一根钢丝到地面上,这根钢丝相信也会更容易受到外部因素的干扰而断裂。

这就可以用来类比所谓的暗物质。据说暗物质的总量占到所有物质的八成以上。而且暗物质不受电磁相互作用的影响。按理说应该就可以起到给宇宙添加“钢筋”结构的效果了。然而就我们现在已经观察到的宇宙尺度来看,这八成的暗物质能否将它稳定下来,也是存在疑问的。

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