以GPS卫星搜索地球周围的“暗物质环”

地球可能比过去测量的重量更重一些,在地球周围可能存在一个不可见的圆环。科研人员对GPS卫星轨道的数据进行了分析,他们发现地球比过去测定的重量更重一些,他们感到困惑不已,开始猜测存在一个由暗物质构成的“晕环”,它们构成了地球“迷失的重量”。欧洲航天局的科学家对暗物质的存在进行了形象的解读,在一个完全黑暗的房间点燃手持的火炬,我们会看到房间和家具的存在,不点燃手持的火炬,我们看不到房间和家具的存在,然而,这不意味着它们不存在,同样,科学家相信暗物质的存在,他们却不能直接地观察它们。科学家普遍相信,暗物质是宇宙成分最重要的组成部分,不知道暗物质看起来像什么,不知道它们在什么地方存在。

暗物质占到整个宇宙总物质成分的大约80%,科学家一直不能确定暗物质的性质,它们像看不见的“风”一样在我们的太阳系、地球和月球周围“游荡”,科学家对暗物质的搜索显得“捕风捉影”,它们对暗物质的认识停留在相当粗浅的阶段。2009年,普林斯顿大学高级研究所的科学家斯蒂夫·阿德勒研究了地球物质的异常现象,阿德勒利用地球周围暗物质形成的约束力解释了这些现象。当在地球轨道运动的空间探测器飞过地球的上空,探测器的飞行速度发生异了常变化。位于阿灵顿的德克萨斯大学的科学家本·哈里斯使用了轨道卫星数据,他试图检验是否存在暗物质影响到卫星速度的情形,哈里斯使用了美国的GPS轨道卫星、俄罗斯的格洛纳斯卫星系统、欧洲的伽利略卫星群,计算的结果显示,每一颗卫星“感觉”了不同的地球重量。

GPS具有相当强的卫星定位功能,人们对卫星运行轨道的数据“了如指掌”。哈里斯计算了地球的平均重量,它比过去测算的重量值高出了0、005%到0、008%。国际天文联合会之前测算了地球的重量,测算的地球重量为5、972E24公斤,天文联合会的这一数据沿用至今。哈里斯的计算高出了“标准值”,他用围绕地球的“暗物质圆盘”解释了地球多出的重量,依据新的计算结果,如果“暗物质圆盘”在赤道上方“绕地球一圈”,那么暗物质圆盘的尺寸相当于120英里高,45000英里宽、或191公里高,70000公里宽。2013年12月,哈里斯在旧金山举办的全美地球物理学年会上发表了新的计算数据,为了验证“暗物质环”对卫星速率的影响,哈里斯使用了三种定位卫星的数据,它们来源于定位卫星在9个月时间的运动轨迹。

科学家没有具体地证实暗物质的存在,哈里斯和其它科学家提出的证据有很强的科学指导性。对暗物质的搜索遵循了有序的节奏,一次又一次的搜索行动以“无功而返”告终,搜索失败的阴影好像暗物质本身一样“挥之不去”,科学家初心不改、乐此不疲,他们将对暗物质的搜索看成是物理学领域最重要的探索活动之一。为了寻找幽灵般的暗物质,科学家建造了世界上最先进、最大的地下氙实验室(LUX),经过头90天的检测,实验室的科学家没有发现任何暗物质粒子的踪迹,一些研究人员希望“另辟蹊径”,重新审视暗物质粒子的候选对象,他们相信,经过了长期、艰巨的努力没有发现暗物质的存在,主要的原因是暗物质逃避了科学家的检测,也许暗物质由不可探测的物质粒子组成。科学家为什么对暗物质的存在深信不疑?主要的原因是暗物质的存在解释了宇宙星系的形成和稳定,比如:太阳系为什么“完好如初”。科学家的疑问在于,如何发现暗物质的“本来面目”。

如果地球受到“暗物质”引力的影响,那么它的实际重量将比目前科学界公认的重量更重一些,哈里斯以新的计算结果推测了“暗物质环”的存在,暗物质“晕环”的引力影响导致了地球重量的增加。在我们地球的周围也许存在暗物质环的作用,在地球轨道运转的卫星受到了它们的影响。哈里斯的计算存在“漏洞”,他的计算模型没有考虑太阳和月球的引力作用,没有考虑轨道卫星受地球引力作用时产生的“扰动”,他在今后“地球称重”的研究中也许能提供更精确的数据,帮助人们找回地球“迷失的重量”。





(编译:2014-1-6)

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