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暗物质中蕴含新的物理学常数和相互作用

已有 1265 次阅读 2022-6-22 12:52 |系统分类:科研笔记

        众所周知,每一个物理学分支都有其标志性的物理学常数,比如公式中出现光速c说明与狭义相对论或电动力学有关,出现普朗克常数h说明与量子力学相关,出现万有引力常数G说明是引力理论,而出现玻尔兹曼常数k说明属于热力学和统计物理的范畴。

        既然暗物质不与电磁力发生作用,因此描绘暗物质的公式中应该不会出现光速c,这导致暗物质可能并不满足爱因斯坦质能方程,即其能量与光速无关,那暗物质的能量表达式是什么呢?

        另一方面暗物质没有温度的概念,如果有温度就会有电磁辐射,与暗物质的物理性质相悖,因此暗物质的公式中应该不会出现玻尔兹曼常数h。这意味着暗物质的组成形式不会是依据某个物理量的随机取值来形成,而应该呈现出整齐划一的分布状态,即具有极高的对称性。

        至于暗物质是否与普朗克常数相关,还值得商榷,毕竟如果暗物质的公式里出现h,可能会导出暗物质同样有电磁辐射公式E=hv。这有可能意味着暗物质的分布并不是量子化的,那究竟暗物质本身就是一个宏观态还是具有可无限细分的特征呢?目前不得而知,不过这也从一个侧面印证了暗物质应具有的极高对称性。

        目前主流的引力理论是爱因斯坦的广义相对论,而在爱因斯坦引力场方程中出现的光速,预示着暗物质的引力刻画可能也不满足引力场方程。

        因此要描绘暗物质的物理,能确定的核心物理学常数只有万有引力常数G(普朗克常数h待定),要利用量纲分析计算暗物质的相关物理量,应该至少还需要一个全新的常数,我们称其为暗物质常数,记为D。利用G和D(或许还有h)计算出的新耦合常数预示着一种新的相互作用,它和引力一起决定着暗物质的物理。



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