老外是怎么研究暗物质和暗能量的？

uqgtvoqjar

2011年诺贝尔物理学奖授予的几位科学家有着怎样的合作或竞争？

jansie1314

致中国读者

２００１ 年春，由于正在写一本关于爱因斯坦的书，我参加了一次有关当代宇宙学的学术会议，希望了解有关广义相对论的最新想法。结果，我的收益却远超于此：产生了再写一本书的想法——也就是这本书，《4%的宇宙》。那次会议的主题原本是讨论暗物质——那似乎充满了整个宇宙的一种神秘物质。自２０ 世纪７０ 年代以来，天文学家们已经注意到，像我们银河系那样的旋涡星系自转速度如此之高，本来早就该失去控制，分崩离析，向四周散射出恒星和气体。可是，它们显然没有这样。这件显得似是而非的事情让一些理论家怀疑，是否存在一个由其他某种东西构成的晕圈，将每个星系束缚起来，使一个个由恒星和气体组成的扁平旋涡盘都达到某种正确的物质比，刚好能维持其自身的稳定，而不会因引力而遭受破坏。他们将这种神秘而不可见的物质称为暗物质。
这正是我期待在那次会议上能够听到的主题，并且我确实听到了。但是有点令我惊奇的是，另外一个主题也已经脱颖而出：暗能量。
在２０世纪２０年代末、３０年代初提出的大爆炸宇宙模型中，一切都起源于一个某种类型的“本初火球”，并从此处于持续膨胀之中。物理学家们很快就了解到，由于所有物质都会对其他物质产生引力，任何这样的膨胀都将会逐渐变慢。按照膨胀减慢的比率，宇宙最终要么自我坍缩，要么达到某种平衡。
正如本书的读者们将会读到的，２０世纪９０年代，出现了两个相互竞争的科学家小组，试图借助各种最新的技术优势测出这一比率。到１９９８年，他们得到了答案——但是却与他们希望发现的答案相反。
宇宙的膨胀并没有在减慢，而是正在加速。
理论家们早已知道了这种可能性的存在，它就包含在爱因斯坦方程之中，但很少有物理学家对它进行过什么思考。可是，现在他们却不得不认真对待这种可能性。就是说，在宇宙的尺度上存在某种东西，大得足以对引力产生反制作用——他们把这种东西称为“暗能量”，因为找不到更好的名字。到了２００１年我参加的这次会议上，有两个问题已经在理论天体物理学领域占据了支配性地位：暗能量是真实的吗？ 如果是，那它是什么？
在会议的进行中，出现了相当戏剧性的一幕。当１９９８年发现的宇宙加速膨胀为最初的发现提供了支持性证据时， 对第一个问题的回答已经变得显而易见——证据是如此不可抗拒，在场的宇宙学家们被名副其实地镇住了。
只有我没有被镇住。那时，我对该问题的了解还不足以让自己理解眼前的一切。但是，从听众们的反应来看，我知道我所目睹的是一件大事。坐在那里，我想到，假如他们所说属实，那么在宇宙中占主导地位的就是暗物质和暗能量；而我们一直不假思索地假定的那个宇宙其实只是它真实存在中的一个非常小的零头。你、我、你读着的这本书、地球、行星、恒星、星系——我们所能看到的一切只不过是宇宙总质量和能量的百分之四，或者像这次会上的一位发言者所说的，像“一朵浪花上的泡沫”一样。
当时我想，那是一个故事。那是科学上的一次革命，那是思想上的一次革命，那就是我要写的一本书。
甚至在完成关于爱因斯坦的那本书之前，我已经开始搜集对暗物质和暗能量的研究。到了有机会开始全身心投入《4%的宇宙》时，我开始和相关领域中的领军人物们会谈。他们为我重述以前的研究，向我展示他们目前正在开展的研究。（我在本书英文版的后面列出了哪些是科学家们向我提供的信息，哪些是我自己见证过的事情。对本书写作中这一部分工作感兴趣的读者可以参考。）
至于第二个问题——什么是暗能量？ ——科学家们仍然在寻找答案，包括中国科学家。事实上，中国可能将在２０２０年在南极建成“昆仑暗宇宙巡天望远镜”（Ｋｕｎｌｕｎ Ｄａｒｋ Ｕｎｉｖｅｒｓｅ Ｓｕｒｖｅｙ Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ）。到时候，中国科学院将在这项探索中起到主导作用。
我自己没有科学背景，我的经验在于写小说和新闻报道。但是，在就科学进行写作的过程中，我可以将这些专业结合起来。新闻记者的背景使我知道应该做些什么样的功课，使自己能够理解科学。而我写小说的背景则使我能够像叙事一样讲述科学家们的故事——当然，必须完全是事实的，但是却充满了小说的手法，让故事生动展现：对话、动作、冲突（正如你们将会读到的，这个故事中存在许多冲突，就在为作出关键发现而彼此竞争的科学家们中间）。
我肯定不是第一个用小说手法来进行非小说写作的作家。但是，我认为，在描述科学活动的人性化侧面上，这种手法会非常管用——毕竟科学是一种非常人性化的奋斗，其中充满崇高的目标与小小的嫉妒，艰苦的工作与好运的光顾，失望时的肝肠寸断与大胜时的血脉贲张。我希望，读者和我并肩同行。我们可以一同去领略科学上哪怕是最具挑战性的那些方面，因为我们与那些科学家们同样也是并肩而立的，就在他们问出那个横跨寰宇文明、贯穿千秋万代的问题的时候：被我们称作宇宙的这个东西究竟是什么？

理查德·潘内克
2014年12月于纽约

HgauPlkY

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  26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