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为维护牛顿和爱因斯坦尊严,中国今天打了一颗非常重要的卫星上天

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出品:科普中国
制作:寒木钓萌
监制:中国科学院计算机网络信息中心

科学家们深信,有一种神秘的物质,它们就像幽灵一样弥漫在我们每个人周围,它可以轻易穿过每个人的身体而又不被人察觉,在几千米深的地下,各国的科学家们已经在试图捉住它。谁能第一个发现这种 “幽灵”必将载入史册,它已经处在被发现的边缘,时间紧迫,各国的科学团队都在争先恐后!我国也不例外,就在今天,2015年12月17日,我国的一颗重要卫星已经升天,而目的,就是为了抓住你身边的幽灵,它也是宇宙的幽灵,你猜错了,它不是中微子,而是暗物质!


IP属地:吉林1楼2015-12-18 21:45回复
    来自网友们的神评论
    在科学界,科学家们早已承认了暗物质的存在,然而,普通大众却并非如此。如果您曾经对暗物质感兴趣,并去看相关文章,就会看到,网友们对暗物质的评论可谓是五花八门,甚是精彩:
    也许要用中国的阴和阳才能解释暗物质;
    以前说有以太,后来说以太不存在,现在又说有暗物质,不就是以太换个名字么?
    暗物质会不会是更高维度世界的某种能量对我们四维世界的影响?
    暗物质就是人死后的灵魂……
    …………


    IP属地:吉林2楼2015-12-18 21:46
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      2025-07-16 00:49:44
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      以上网友们的评论代表了很多人的观点,更有人认为,暗物质就是科学家们对一些理论无法自圆其说后,拼凑出来的东西!
      没错!我们确实无法对一些理论“自圆其说”了,哪些理论呢?比如牛顿的万有引力,爱因斯坦的广义相对论等等。
      万有引力也出问题了?!
      是的!来,咱们一起看看,到底出了啥问题。
      开普勒第二定律示意图。


      IP属地:吉林3楼2015-12-18 21:46
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        开普勒第二定律告诉我们,行星围绕中央恒星公转时,在相同的时间内,恒星和行星的连线所扫过的面积都是相等的。这不难理解,行星距离恒星远时,轨道速度慢,而距离恒星近时,轨道速度快,因为此时两者的引力因为距离变近而增大,如果轨道速度不增加,那么离心力也不会增加,结果就是,行星会冲向恒星的怀抱,变成一团气体。
        太阳系各大行星的轨道速度示意图
        在太阳系内,距离太阳越近的行星,轨道速度越大,可以这样去理解:距离越靠近,引力就越大,如果轨道速度不大的话,就会被太阳吸进肚子里。

        设想一下,如果咱们地球具有水星的轨道速度会怎样?
        回答:当然会飞出去,远离地球轨道!这类似于一滴水从旋转的雨伞上飞出去。
        同理,如果水星具有地球的速度呢?那么它无疑将被太阳吞没。
        现在,问题来了。
        如果既要地球具有水星的速度,又要地球保持在如今这温暖如春的轨道上,该怎么办?
        回答:增加地球质量!
        地球质量变大,它跟太阳的万有引力就增强,这增加的引力才能抵抗因速度增加而带来的离心力。
        咦,这万有引力不是在太阳系工作得好好的吗?瞧你这一惊一乍!


        IP属地:吉林4楼2015-12-18 21:47
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          是哦,好像是的呢,非常抱歉!要不,咱们冲出太阳系,到银河系外逛逛?

          图为银河系,起初,天文学家们认为银河系属于旋涡星系。后来,2005年时,通过斯皮策空间望远镜证实:银河系属于棒旋星系。
          银河系就是一个旋转的大盘子,如上图,可以看见,银河系中心部分最亮,因为那里的恒星多如恒河沙,换言之,银河系的大部分质量集中在中央部分。
          根据开普勒和牛顿定律,咱们就算不用去测量,推也能推算出,银河系中央部分旋转速度最快,而距离银心越远,旋转速度就越慢。很简单,只要把银河系的中央部分当成是太阳,把银河系的旋臂当成是行星就可以啦。
          拉普拉斯被誉为法国的牛顿,他在天体力学和统计学上有着杰出的贡献。有一次,拿破仑看完拉普拉斯写的巨著《天体力学》后,问拉普拉斯:为何在你的书中一句也不提上帝?
          拉普拉斯说:“陛下,我不需要那个假设。”
          是的,天体应该怎么运动,我们并不需要上帝来插手,有牛顿即可。
          所以,根据人类的现有知识,银河系应该是这样运动的。

          理论上银河系如这般运动。
          然而呢?观测的事实却让人大跌眼镜。

          现实中银河系是这般运动。
          看出来了吗?咱们放在一起对比看看。

          左为理论中运转状态,右为现实中的运转状态。
          大量观测表明,银河系的旋臂并没有因为距离银心远而速度有所减慢!
          这是怎么回事?这不就类似于,虽然地球拥有水星的速度,却又没有被甩出轨道一样?
          怎么解释?只有两种可能:
          要么,牛顿和爱因斯坦错了,现有的物理学有问题,而且是大问题!(这想一想就让人很兴奋呢,科学从不怕错,就怕迟迟没有发现错。)


          IP属地:吉林5楼2015-12-18 21:48
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            要么,银河系外围的旋臂周围,有大量的不发光物质,也就是暗物质。暗物质的质量很大,它增加了跟银心的引力。这类似于上文咱们说的,要想地球拥有水星的轨道速度却又不被甩出轨道,办法是增加地球的质量。
            七八十年了,真的,人们一直想找出牛顿和爱因斯坦他们的理论中到底哪里出问题了,但是非常可惜,一直没找到。
            没找到不代表没有!也许1千年后,人们就能发现万有引力理论中的错误了!
            但是,既然你舍得花这1千年,为什么就不花几十年去研究一下另一种可能呢——暗物质。
            正如福尔摩斯的名言:排除一切不可能的,剩下的即使再不可能,那也必定是真相。
            这就是为什么,科学家们深信:宇宙中有暗物质。
            其实,说真的,科学家们压根才不希望有暗物质这个家伙,但他们走投无路了你知道吗!
            根据数十年的观测和各种方式的计算得出,咱们平常所见到的由原子构成的物质不到5%。
            放眼太空,漫天星辰,我们以为看到了宇宙的绝大部分实体,然而滑稽的是,无论我们用多么先进的望远镜,也无论我们仰望星空多久,我们所能看到的,原来连宇宙那冰山一角都不到。这实在是太让人惊奇了!


            IP属地:吉林6楼2015-12-18 21:48
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