现代物理学科普 笔记8
现代物理学科普 笔记8
暗物质
暗物质仅参与引力，不参与其他作用力
这种粒子就是：惰性中微子
费米子：构成物质
波色子：粒子相互作用
夸克：参与4种力
子和 子很电子类似
夸克味变：质子和中子相互转化，会产生中微子
所以中微子只会由弱力产生
所以标准模型预测还有一种粒子存在
每一种粒子又有自己的反粒子
如：电子有电荷的正负
中微子的反粒子是手型不同
微观粒子由螺旋度，但观测者有关
右旋是顺时针
手性有左右，和观测者无关
电子和反电子的手性也不一样
所以正反电子按手性划分有4种类型，但只有两种参与弱力
所以还有两种产生的粒子，叫做惰性中微子
反应堆中微子反常：可能和惰性中微子有关
暗物质是中微子吗
大统一理论和引力统一必须解决暗物质
大尺度引力和引力理论不符：
- 星系外面旋转快于理论
- 星系团产生未知的引力透镜（子弹星系团）
猜测：
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暗物质(只参与引力，不参与电磁力)
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修正引力理论
不断修正引力理论（类似超弦理论）
当统计达到 ， 无法修正了
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原始黑洞假说
暗物质不参与电磁作用
人类接受不了黑洞电磁新号
所以二者有相似性
吸积盘可以确定黑洞存在
那可以猜测不存在吸积盘的黑洞
但在宇宙演化早期，可能存在大量小黑洞，叫原初黑洞
因此没有吸积盘，霍金辐射又过小，所以人类探测不了
-
中微子假说
中微子如果是暗物质，只能是热暗物质
冷暗物质：运动比较慢，无相对论效应
温暗物质
但目前宇宙中绝大多是都是冷暗物质
那样子，只能让中微子的静止质量增加
标准模型只允许希格斯机制获得质量
而希格斯机制是使费米字不断手性翻转，获得能量，再获得质量
但中微子只有左手性，希格斯无法翻转，所以中微子无法获得质量
而中微子是由弱力产生的
所以如果有右手性中微子，那就只有引力
但是中微子确实是有一点点质量（因为速度略低于光速）
但中微子的质量怎么来的呢？
中微子振荡
中微子不断发生变化，说明其经历了时间。既然经历了时间，那说明其速度小于光速
而中微子的味和质量也是叠加态的
所以中微子的味在不断变化
如果搞清机制，就可以猜测大质量中微子，而其速度较慢
现在另一个理论是超中性子（因为不带电荷，所以也没有电磁力）
暗能量
和暗物质没有什么共同点
暗能量是斥力作用
暗能量会占68.5%，暗物质26.5%
之所以是暗，是电磁探测器看不见，所以没有参与电磁力
暗能量在宇宙分布很均匀，但表现万有斥力
爱因斯坦加入宇宙学常数 ，把动态宇宙变成静态宇宙（后来发现宇宙在膨胀后不得不放弃）
1998年，宇宙学常数复活：因为宇宙在加速膨胀
而此前认为宇宙膨胀是大爆炸的余威推动的（减速膨胀，后面会收缩会奇点）
所以认为宇宙中有斥力
而这种斥力是暗能量中的，推动宇宙膨胀
写成牛顿的形式：
所以物体之间可以表示引力和斥力，只有距离 是变量
所以在星系尺度上，引力还是主导。
银河系和仙女系的尺度还是引力占主导
而超宏观尺度下是由暗能量主导
问题：计算出来的真空能量和量子力学计算出来的真空能量严重不符
微观尺度：宇宙真空总能量=真空零点能的积分
宏观尺度：相差120个数量级
忽略了隐变量：宇宙学常数会变化
那样子会有大撕裂时代：宇宙中所有物体都表现为斥力，宇宙变得无限大，引力只在普朗克长度内才有效
