宇宙是孪生6胞胎

一、两大科学之谜

（一）暗物质之谜：

现行宇宙观认为，宇宙中常规物质占5%，暗物质占25%，暗物质参与引力相互作用，但不与光子相互作用，所以观察不到。

科学家认为，暗物质就像蜘蛛网一样，将快速移动的星系连接在一起。这些东西实在是太多了，以至于可以扭曲时空，因此有很多天文学家在通过太空望远镜观测遥远的星系时，常常会出现时空扭曲的现象。目前我们掌握了足够的证据来证明暗物质的存在，但至于它是什么，如何形成的，仍然是一个谜。一些天体物理学家认为暗物质是由一种未被发现的粒子构成的，而其他人则认为暗物质是一种未被发现的重力属性，无论真相是什么，暗物质都是一个真正意义上困扰科学家们的难题，而且事实证明它非常难以确定。

那么暗物质究竟是什么，是各国科学家研究的一个重点前沿课题，我国为此项研究专门发射了“悟空”号暗物质粒子探测卫星。

暗物质粒子探测卫星（英文简称DAMPE）：“悟空”号是我国首颗空间天文卫星。它计划通过在空间观测高能电子（包括正电子）和伽玛射线能谱，来寻找暗物质粒子的存在证据，并开展宇宙射线起源及伽马射线天文方面的相关研究。

暗物质粒子探测有效载荷由4个子探测器及载荷数管构成，其中包括塑闪阵列探测器PSD、硅阵列探测器STK、BGO量能器、中子探测器NUD。载荷各部分协同工作以完成科学目标和工程物理指标。

（二）波粒二象性：

1、机械振动：物体或物体的一部分在平衡位置附近的往复运动叫做机械振动，简称振动。

简谐运动：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t图像）是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。简谐运动是机械振动最简单、最基本的的运动形式。

匀速圆周运动的投影是简谐运动。

2、波和波的特性：

（1）波的生成：振动的传播形成波。

如机械振动在介质中的传播形成机械波——音叉的振动在空气中传播形成声波；

电磁振荡的传播形成电磁波。

（2）波的特性：干涉、衍射是一切波的特性。

3、光的波粒二象性和物质波：

（1）光的波粒二象性：光电效应、康普顿效应无可争辩的说明光具有粒子性；光的干涉、衍射现象又无可争辩的说明光具有波动性，人们终于认识到光具有波粒二象性。

（2）物质波：任何一个实物粒子都和一个波相对应，称为物质波，物质波的波长。

（3）理解：光子（粒子）打在照相底片上出现一个个光点——显示粒子性，但光子（粒子）没有一定的轨道（不同于经典力学）；大量光子（粒子）的运动规律——显示波动性。

玻恩的统计解释：光子（粒子）在某处出现的几率与波的强度成正比。所以微观粒子的波动性不同于传统意义上的波，而是一种概率波。

4、概率波成因之谜：

（1）主流观点：波粒二象性是一切物质的根本属性，一切物体都具有波粒二象性，但是由于宏观物体质量、动量巨大，其对应物质波的波长极小，即轨道的不确定性极小，表现为有一定的轨道。

（2）隐变量理论：1952年，玻姆在《物理学评论》上连续发表两篇文章，提出了量子力学的隐变量解释。玻姆认为，在量子世界中粒子仍然是沿着一条精确的连续轨迹运动的，只是这条轨迹不仅由通常的力来决定，而且还受到一种更微妙的量子势的影响。量子势由波函数产生，它通过提供关于整个环境的能动信息来引导粒子运动，正是它的存在导致了微观粒子不同于宏观物体的奇异的运动表现。

玻姆理论最引人注目之处在于它对测量的处理。在这一理论中，量子系统的性质不只属于系统本身，它的演化既取决于系统、同时也取决于测量仪器。因此，关于隐变量的测量结果的统计分布将随实验装置的不同而不同。正是这个整体性特征保证了玻姆的隐变量理论与量子力学(对于测量结果)具有完全相同的预测。

然而，它也导致了一个令人极不舒服的结果。根据玻姆理论的预言，尽管它为粒子找回了轨迹，但却是一条永远不可见的轨迹，理论中引入的隐变量——粒子的确定的位置和速度都是原则上不可测知的。人们永远无法知道粒子实际的运动轨迹，对它们的测量将总是产生与量子力学相一致的结果。