飞了185亿公里旅行者号发现真空物质越来越多这意味着什么

发布时间：2023-09-06 10:31:43 所属栏目：外闻来源：转载

导读： 　　按照字面上的意思来讲，所谓的“真空”是真的什么都没有，在这个概念中应该没有物质的踪迹，不过实际上，真空中并非一个粒子都没有，假设只考虑光子的话，根据宇宙微波背景辐

　　按照字面上的意思来讲，所谓的“真空”是真的什么都没有，在这个概念中应该没有物质的踪迹，不过实际上，真空中并非一个粒子都没有，假设只考虑光子的话，根据宇宙微波背景辐射（CMB）的实验结论，我们可以算得CMB光子的数密度在400个/cm³左右。

　　如果加上星系产生的光子、各种自由状态的重子物质（如氢、氦）还有各种中微子的数密度，这个值只会更多。其次，就算这些粒子统统排除在外，根据量子力学，真空本身也具有一些奇特的性质，例如零点能，这意味着具有能量的涨落特征，会导致粒子的产生和湮灭。卡西米尔效应的实验结论也支持该观点。

　　由此可见，真空并非虚空，而是一种特殊的物质形态，如果把真空比作汪洋大海，相对论就是“俯瞰”真空，静如镜面；而量子力学是“近观”真空，波澜壮阔。统一广义相对论和量子力学一直是理论物理的重大课题，通过观察真空、测量真空，我们能够获得更多的实验数据，推动理论的发展。

　　也因此，NASA从1977年就开始向外太空发射探测器，任务之一就是测出太空的物质密度。这两艘探测器分别是旅行者1号和2号，如今早已飞出太阳风层顶，迈足真正的太空，根据现有的理论，这里会更开阔，包括物质密度也要更小，但是，旅行者反馈到地球的数据却令人匪夷所思。

　　当旅行者航行至太阳和太阳风影响的区域时，开始利用等离子体波仪检测电子密度（太阳风能够使真空物质离子化），其中1号在183亿千米处检测到0.055个电子/cm³，2号在179亿千米处检测到0.039个电子/cm³，185亿千米处，则飙升至0.12个电子/cm³。个人认为，这种情况可能是因为太阳辐射或磁场将粒子推向太阳系边缘，然而粒子的速度始终都没有真正地超过第三宇宙速度，因此黑洞无法离开太阳系，并在太阳系的最远处不得不掉头一路高歌猛进地返回。

　　我们知道，当一个物体被垂直向上抛出达到最高点时，速度最慢，因此最远端聚集了更多的粒子。由于太阳系形成时，星系尘埃团本来就比太阳系大得多。太阳风吹散物质的同时，外围区域的物质分布也必定增加。本来如果时间相对充裕的话，应该能形成小行星的，但太阳早已成为最富集物质的区域，其余区域尘埃无法再富集。结果形成就像雾霾的环境。它的环境范围还要看太阳系形成时物质的数量。

　　星际空间的弥散物质密度相比星系内要大很多。这是客观存在的事实，也符合科学理论的原理。星系内的弥散物质大部分被星球吸纳，只有少量留在空间中可见。而星系之外的星际空间，虽然不是星云，但它的弥散物质密度仍然比星系内的要大。

　　只有一定程度量的弥散物质，才可构成物质密度更高的星云，进而形成新的旋涡星系。这种现象在宇宙中并不少见，它是宇宙中物质分布的一种自然规律。有了这些弥散物质，星系之间才能构成更复杂的相互作用，从而形成宇宙的多样性。然而，科学家们发现，在银河系中，存在着一种奇怪的现象，那就是在银河系的中心，竟然出现了一个巨大的黑洞。

（编辑：上海站长网）

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