暗物质与暗能量能否看作21世纪科学大厦上空的“两朵乌云”？

目师

本科生项目与暗能量有关。我最近做了相关文献的很粗略的调研。有不正确的地方希望大家指出：

当前对暗能量的物理模型的解释仍存在极大的困难。暗能量最简单的候选者宇宙学常数存在很多理论问题：精细调节问题（真空能密度比等效密度相差约120个数量级），巧合性问题（真空能密度～物质能量密度）等等。或者引入额外的动力学标量场：quintessence模型，phantom模型，quintom模型等。首先这些都是唯象的物理模型，其次这些模型预言的某些物理现象尚未得到很好的验证。（比如中微子暗能量模型预言中微子质量不是常数，quintessence场与电磁场的耦合会导致精细结构常数改变等等） 当前天文观测对状态方程参数w的限制也不能排除这些模型。对暗物质的实验探测和物理解释的进展也相似，仍未有令人信服的解释。

我想问这一研究现状能否与上世纪初物理学上空的“两朵乌云”——黑体辐射与光速不变的里程碑意义相比拟？在可预见的未来（我们这一代人）解决问题之一的可能性有多大？谢谢大家。

dallor

叫乌云是因为难解，但我感觉题主称之为乌云是因为它俩很黑

目师

我在想，暗物质是不是其实不存在，是一种未知力的表现。
现在已知的四大力，强相互作用力和弱相互作用力只在微观尺度有效，电磁力和引力在所有尺度有效，有没有一种力在大于光年的尺度才能观测出效力，其表现与暗物质假设相吻合？

sosoyoyo

您好：
目前，世界科研前沿正在探索的暗物质，已被科学界认定为人类有史以来所面临的最大机遇。并因探索之中面临最大的挑战，将其列为全世界科学领域的世纪谜题。许多国家投入巨资，采用多种方法予以探索，期望率先获得突破。
我研究发现，老子著述的《道德经》中蕴藏着破解暗物质谜题的成功方法。我们学用该方法，可为探索暗物质另辟蹊径。为使该方法广为人知，尝试着将粗浅认识写成《悟道》等几篇文稿。
现将 “我的‘悟道’”附后。敬请审阅，不吝赐教。
关于《悟道》正文，上网点击《老子有方法，可解暗物质谜题》，即可下载。
欢迎您于百忙之余，对此发表意见。共同诠释老子的方法，让其为今所用，造福人类。
谢谢
敬礼
李明
                              二O一六年十月 日
我的“悟道”
我结合现代科学家描述的暗物质，对老子讲的道进行探索性研究，写成《悟道》一文。文中从全新的视角对道予以诠释。从而发现老子有奇特的方法，我们可用来为探索暗物质另辟蹊径。
暗物质与光线不发生作用。由于人眼睛看东西是通过感受光线来实现的，因此，采用常规方式，包括动用现代仪器设备都不能对其进行观测。目前，科学界通过引力效应等方式，证实暗物质的客观存在，已将其列为全世界科学领域的世纪谜题。
究竟何为道？千古以来仁者见仁，智者见智，始终未有统一定论。如今的人们普遍认为道仅仅是道理、道义和道德等“精神”层面的含义。只有部分国学专家们异口同声地说：“道是物质性的”。但是，无人对此做过深入探究，并未阐明道是什么样的物质。
拙作《悟道》一文解读出：老子讲道之中，首先阐述他对道“物质”的探索认知，尔后才谈其“精神”层面内涵。该道物质与暗物质颇为相似，两者同属“视之不见……听之不闻……搏之不得”的，也就是看、听、摸等常规方式不能予以感知的物质，应称之为无形物质。老子对无形物质十项特点所作的论述，能与现代科学的最新研究成果全面相互印证，说明他有成功的探索方法。老子那个时代，一无科研团队，二无仪器设备，他能获此成就，足见其方法是卓有成效的。我们予以关注。
既然道与暗物质同属无形物质，那么，能对道实现探索认知的成功方法，自然可用来破解暗物质谜题。关键是要将该方法诠释出来。这是弘扬中华民族的传统文化，也是世界科学的最新科研课题，具有现实意义与历史意义。为此抛砖引玉，正是《悟道》一文的初衷和落脚点。
李 明
二O一六年九月二十八日

cck123

动态质能宇宙模型——暗物质和暗能量的完美诠释
摘要：随着人类对宇宙探索的不断深入，宇宙的奥秘在不断的被人们揭开。但是人类对宇宙的认识进程并没有一帆风顺，特别是在哈勃发现了宇宙不仅在膨胀更是在加速膨胀后，人们对宇宙的探索受到了强大的阻力。为了解释这个不可思议的现象，科学家提出了各种各样的理论模型，并引入了“暗物质”和“暗能量”的概念。即便如此，也还是不能很好的解释人们观察到各种宇宙现象，且至今人们利用各种科学仪器和各种手段对暗能量和暗物质进行的探索也没能得到其存在的强有力的科学证据。本论文用全新的思维方法提出了一种比较具有创造性的宇宙模型——动态质能宇宙模型；基于这个模型不但可以很好的解释宇宙的膨胀和星系或星系团的额外引力等许多的宇宙现象，而且还成功的解释了物质万有引力的形成机制。
关键词：真空能(zero point energy) 宇宙常数(cosmologicalconstant) 膨胀(expansion) 暗物质（dark matter） 暗能量(dark energy)

暗物质和暗能量
关于“暗物质”和“暗能量”概念的起源，还得追溯到科学巨匠爱因斯坦在1915年提出的广义相对论而由此导出的一组引力方程式，方程式的结果都预示着宇宙是在做永恒的运动，这个结果与爱因斯坦的宇宙是静止的观点相违背，为了使这个结果能预示宇宙是呈静止状态，爱因斯坦又给方程式引入了一个项，这个项称之为的“宇宙常数”。
后来人们通过哈勃空间望远镜观测发现，事实上宇宙是在不断膨胀着的，并且这一观测结果完全与引入“宇宙常数”之前的引力方程的计算结果相符合。爱因斯坦在得知“实际上的宇宙是在膨胀着的”这个消息后非常后悔，因此他认为：“引入宇宙常数是我这一生所犯的最大错误！”。此后那个“宇宙常数”便被人们所遗忘。
1997年12月，作为“大红移超新星搜索小组”成员的哈佛大学天文学家罗伯特·基尔希纳根据超新星的变化，显示着宇宙膨胀速度非但没有在自身重力和引力的做用下变慢，反而是在一种看不见的、无人能解释的、神秘力量的控制推动下变快。人们只是猜测：我们所处的这个宇宙可能处于一种人类还不了解、还未认识到的继目前物质的固态、液态、气态、“场态”之后另一种物质状态的物质控制、作用之下；这种物质不同于普通物质的一切属性及其存在和作用机制，这种“物质”因其绝对不同于人们所熟知的普通物质态，故而科学家为了区分它们暂且将它称之为“暗物质”、将其具备的作用称之为“暗能量”，而其作用正好相当于爱因斯坦所引入的“宇宙常数”。因此“暗物质”和“暗能量”就成为当今天文学界、宇宙学界和物理学界等等科学界中最大的谜团之一。
当科学家们一再通过各种的观测和计算证实，暗能量在宇宙中约占到73%， 暗物质约占到23%，普通物质仅占到4%。这可是一个惊人的数字和消息，这将预示着人们看到的宇宙、认识到的宇宙只占整个宇宙的4%的比例，而占96%(1957年诺贝尔奖得主李政道先生甚至还认为是99%以上)的东西竟然是不为我们所知道的。
在新世纪之初美国国家研究委员会发布一份题为《建立夸克与宇宙的联系：新世纪11大科学问题》的研究报告，科学家们在报告中认为，“暗物质”和“暗能量”应该是未来几十年天文学研究的重中之重，“暗物质”和“暗能量”的性质问题在报告所列出的11个大问题中分列为第一、第二位。
美国航天局在轨道中运行的威尔金森微波仪探测卫星收集到的材料也证明超新星在发生同样的变化。这些变化的含义的确令科学家们忐忑不安，因为这将预示着爱因斯坦、霍金等理论家可能都错了；影响并决定整个宇宙的力量不是其自身的重力和引力等已知的作用力，而是以“宇宙常数”形式存在的“暗能量”和“暗物质”。所以有人认为，暗能量在宇宙中更像是一种背景和一种“超导体”，它就像是空气相对于人类或者是大海相对于鱼儿一样。故尔在宇宙物理学上它的确表现得更像一个真空，因此也有人把“暗能量”称之为“真空能”。真空是不是就是“暗能量”？“暗能量”是不是就是“真空能”呢？如果真空真是“暗能量”那么就应该具备一切能量的基本属性和基本特征—力量。可见真空是否具备力的特征和力的属性也就成为“暗能量”成为真空的前提条件。
对空间的重新认识
综上所述可以看出，所有矛盾的焦点都集中在真空是否具备力的属性这个问题上，如果真空一旦被证明具备力的属性，那么“真空力”就成为那个占整个宇宙96%以上的份额并控制着整个宇宙的神秘能量—“暗能量”，这一切的一切就因为真空有“力”而变为现实、变为可知的了。故尔真空是否具备力的属性也就成为本文的核心中的焦点。
因此我们不防对真空属性来做这样一种假设：真空并不象以前人们认识的那样只是一个无限大的空洞无物的三维大“容器”，它是一种能量的“四维闭合”延伸体，构成真空的能量不同于我们已知的能量态，我们暂时叫它“真空能”，它是一种超级流体。它具有我们所认识的真空的一切属性，它有一个稳态的能密度，并且它在这个稳态能密度时，其性质很稳定，其质量性质属性为零；然而，当其能密度大于稳态能密度时就有延伸趋势的张力，并表现出一定的质量属性。其能密度小于稳态能密度时就具有收缩趋势的负压力，并表现出一定的负质量属性。这样“真空能”（也即真空）也就真正具备了力的属性。如此，我们前文所述的一切困惑也就都可以迎刃而解了。
质能宇宙的组成
基于以上的设想，宇宙的组成应该是：宇宙（总量记为Φ）是由“真空能”（总量记为Λ）、质量物质（包括各种物质及有形粒子等总量记为M）和已知的显态能量（包括各种射线、光、波、电磁能及其它可知能量等等总量记为E）所组成，其数学表达式为：Φ=Λ+M+E。
总结起来就是宇宙是由物质和能量以及其运动和变化所组成，因而我们把这样的宇宙构成称之为质能宇宙。并且，宇宙中的物质和能量是可以相互转换的。
动态质能宇宙
我们知道组成物质的基本粒子无时无刻都在运动当中，恰恰是这些粒子的运动使其动能传递给了它周边的“真空能”， 使“真空能”产生能密度的变化，这种能密度的变化以能量波（潮汐）的方式并以光速向四周辐射，并将能量向远方传送，最后这种能量潮汐慢慢的平息下来被其传送的动能也转变成了“真空能”，同时粒子的动能减小，而远离基本粒子的地方真空能在增加。我们把这种现象称之为物质的能量辐射或引力辐射。而多个粒子所产生的这种能密度变化的潮汐相互叠加，致使“真空能”的潮汐波峰能值在达到一定能量级时又被粒子所吸收，这样就又补充了粒子新的能量。这就保持了大部分基本粒子的基本稳定；（而某些基本粒子由于引力辐射所减少的动能因某种原因其能量得不到补充，因此表现为极不稳定而产生衰变）；宇宙的膨胀实际上就是由于物质存在这样的能量辐射，把粒子周围的“真空能”“搬运”到了远离粒子的地方，也就是真空能发生了转移。所产生的结果也正如现在我们对所宇宙观测到的现象—宇宙在膨胀。
真空能性质的有力证据——万有引力的存在
由于物质的引力辐射做用使得物质周围真空能这种潮汐的波峰能密度大于稳态真空能的能密度并呈现出质量性质（“暗物质”），而能密度小于真空能稳太能密度的波谷则产生了负压力的属性，并且这种负压的效果是由近及远而由强渐弱。也就是说，在物质周围存在着这样由近及远而由强渐弱的负压区，这样在两个物质中间的负压总和总是大于两个物质外侧的负压之和，因些就形成了物质间的万有引力。
由此我们可以得出：当两个粒子对于真空能绝对静止时，或是该粒子处在绝对零度的时候，这两个粒子之间将不存在万有引力。或许将来如果我们能够实现对粒子的动能进行有效控制使之达到绝对零度以下的话，我们就可以制造出“零重力”的物质。
模拟实验验证引力效果
我们在一个比较大的平静的水体里，放置两个比重与水相同的小球，球体里安装有能使小球均匀振动的装置，并使小球静止的悬浮于水中。当我们用遥控器启动小球里面的振动装置让小球开始振动后，两个小球之间就会产生类似于“引力”的效果，并开始彼此靠近。在这里我们用平静的水体来模拟真空能，用小球来模拟基粒子，所产生的效果完全等同与物质在真空能中产生的引力效果。
能量—物质转化：“真空能”—→显能量或物质
在这个宇宙模型中，物质和能量是可以相互转化的。
由于某种原因的激发，使“真空能”的潮汐过于激烈，潮汐的波峰的能量值达到一定的能量级别时就可以转变成射线喷发出来，如一些不明原因的X射线和γ射线的喷发等，或转变成正反粒子对放射出来，如产生正负电子对被释放出来，或产生其它中性的基粒子辐射等。
由此我可以断定，在大质量星球、类星体或黑洞的周围总应该能探测到一些不明来源的粒子或射线（因为大质量物质周围真空能的潮汐作用比较激烈，易使真空能物化），这些粒子或射线其实就是由于其真空能的“物变”而产生的。
物质——能量转化：质量物质—→“真空能”
正反粒子对的湮灭或粒子的衰变—→光子或高能射线—→被质量物质所吸收—→质量物质的动能—→“真空能”的动态潮汐—→“真空能”
对宇宙膨胀的解释
前面我们已经分析了真空能的运送过程，假设我们的宇宙遵循均匀模型，亦即在大尺度上物质的分布是各向同性的，那么这种能量的传送在每个区域里生成真空能的量值是相同的；但在物质集聚区因为存在着真空能被送到远方，这样一进一出，致使物质集聚区的真空能变化很小，而远离物质集聚区的地方只有真空能的增加。这样就得到了我们现在所观察到的结果，宇宙在膨胀（所谓的“暗能量”驱动），而星系或星系团却还能维系在一起（所谓的“暗物质”作用）。
“四维闭合”的宇宙
由于我们引进了“真空能”的概念，这就要求我们的宇宙必须是有限的和闭合的。我们现在可以用语言简单的描述一下这个四维闭合动态质能宇宙模型：
当我们从某一点Ｏ，沿着某一方向并按着现代几何学当中的“理论直线”前行时，终会有一个时刻我们就又回到了出发点Ｏ。这时我们所走过的路程称为宇宙半径。宇宙空间是有限的，但却没有任何边缘或界线。其量值的大小由“真空能”和物质总量的量值所决定。
参考文献
1、从牛顿定律到爱因斯坦相对论　方励之　褚耀泉　　科学出版社　1987
2、相对论与时空观　　　　郑庆璋　崔世治  山西科学技术出版社　1998
3、时间简史　　　 【英】史蒂芬·霍金　     许明贤 吴忠超　译  1998