星系团 「宇宙学原理」与真实的宇宙秘密( 二 )
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图解:星系旋转速度测量与理论值对比
可能有人会问是「宇宙学原理」失效了吗?「宇宙学原理」还能被相信吗?
答:不相信又可以怎么样呢!
假如我们选择了不再相信「宇宙学原理」,把弗里茨·兹维基发现的那个星系团看作是一个特殊的案例,既然把这个星系团列为了特例,如果某一天又发现了一个与弗里茨·兹维基发现的星系团一样的星系,这个星系同样是被一种神奇的力量所缚、与地球上的引力规律也不同、也不会因为离心力的作用被甩开,那么也把这个星系视为一个特殊的案例,从今以后对宇宙进行观察的时候发现有类似的星系就将它们通通列入特殊的案例,按照这样的处理方案归纳下去,整个宇宙就变成了一个特殊天体的大纲。
但是天文学家始终选择相信「宇宙学原理」是不会错的,如果有出错的地方就一定是他们的测量数据,一定是某个数据、某个地方出错了或者观测的手段错了或者遗漏了某点,这样天文学家就会不断地探测,不断更正数据,就是这种探测的态度,天文学家于是从弗里茨·兹维基发现的那个星系团里探索出了新的宇宙秘密——「暗物质」,这是一种全新的有关宇宙的观点,「暗物质」是看不见、摸不着的透明实体,也会产生引力,就是这种虚无缥缈的新物质让星系团紧紧束缚在一起。
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图解:「暗物质」模拟图
「暗物质」可以把「宇宙学原理」失效这个问题解决,但是又给天文学带来了更多的天文学问
参照目前最新的估算数值,宇宙是由26.8%的暗物质、4.9%的可见普通物质以及68.3%的暗能量组成,「暗物质」是普通物质的5.4倍,也就是说自从探索了宇宙之后发现整个宇宙所拥有的物质不仅只有普通物质,看不见、摸不着的暗物质物和暗能量就是宇宙的核心组成部分,二者遍布于宇宙中的每一个角落,甚至你与我都被它们包围着。
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图解:宇宙成分
自从发现了有「暗物质」的存在之后,科学家不得不重新修改底层理论,因为目前的理论都接受所有的物质都是由夸克、电子等等60多个基本粒子组成的,但是「暗物质」这一种全新的物质是一个未解之谜,科学家并不能证明暗物质是由什么组成的,那么暗物质的底层理论又是什么?
暗物质是由什么组成的?暗物质的底层理论又是什么?这两个问题「暗物质」给宇宙学带来了更多的学问,是天文学家、化学家和物理学家都必须要解决的难题,遗憾的是目前根本没有能力可以把这两个难题解决掉。解决不掉但并不代表「暗物质」是绊脚石,这只是暂时还没有找到答案,关于「暗物质」的难题迟早会被解决的,因为天文学发展的常态就是——当天文学用出「宇宙学原理」的时候,对宇宙的认识就会多一点,因此「宇宙学原理」并不只是无奈的选择,更是伟人的成功经验,就因为有未解之谜的存在才会让科学家有去发现宇宙真相的动力。
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图解:物质都是由夸克、电子等等60多个基本粒子组成的
哥白尼是第一个提出「宇宙学原理」的人,「宇宙学原理」成功地把地心说打败了,日心说成为「宇宙学原理」的第一场胜利代表作,第一个继承「宇宙学原理」的人是开普勒,他将地球看作一颗普通的行星之后,经过不懈的努力终于得到了行星运动的规律,开普勒三大定律能够精确地预测行星的移动轨道。让「宇宙学原理」发扬光大的是牛顿,牛顿始终相信维持着宇宙中星球运转的力量是和导致地球上苹果掉落的力量是一样的,所以他提出了万有引力定律,天文学家依靠万有引力定律就可以发现一颗新的行星。
让哥白尼、开普勒、牛顿能够被载入史册的原因就是因为他们相信「宇宙学原理」,他们都相信拥有生命的地球在宇宙中是很普遍的一点也不特殊。这种观念能够让天文学迈出第1步,所以「宇宙学原理」是『天文学的第一性原理』。
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