λ冷暗物质模型，宇宙学的标准理论，该理论假设存在暗物质

导语：宇宙学的标准理论被称为λ冷暗物质（ΛCDM）模型。顾名思义，该理论假设存在暗物质——一种神秘的物质（根据理论家的说法）构成了宇宙中大部分物质。它被广泛接受。今天工作的每一位宇宙学家都受过标准模型传统的教育，几乎所有人都认为暗物质的存在是理所当然的。在词的诺贝尔文学奖得主的司法警察皮布尔斯：“为热大爆炸宇宙暗物质的证据是关于好，因为它在自然科学中得到。”

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暗物质真的存在吗？

然而，有一个问题。四十多年来，科学家们一直未能在陆地实验室中探测到暗物质粒子。你可能认为这会引起对标准宇宙学模型的一些怀疑，但所有迹象都与此相反。根据著名的《粒子物理学评论》2014 年版的说法：“[宇宙学] 一致性模型现在已经很好地建立起来，似乎几乎没有空间对这种范式进行任何戏剧性的修改。”尽管如此，缺乏实验确认不应该至少让我们停下来吗？

1、并不是所有的理论都包含暗物质

事实上，存在相互竞争的宇宙学理论，并不是所有的理论都包含暗物质。最成功的竞争者被称为修正牛顿动力学（MOND）。在标准模型下通过调用暗物质来解释的观测结果在 MOND 下通过假设对引力理论的修改来解释。如果科学家们已经证实了暗粒子的存在，那么探索像 MOND 这样的理论就没有动力了。但鉴于没有任何探测，缺乏暗物质的可行替代理论的存在让我们不禁要问：暗物质真的存在吗？科学哲学家对这种情况很着迷，很容易看出原因。

2、评估理论真假的传统方法是测试其预测

评估理论真假的传统方法是测试其预测。如果预测得到证实，我们倾向于相信该理论；如果被驳倒，我们往往不相信。因此，如果两种理论同样能够解释观察结果，那么似乎无法在它们之间做出决定。一个科学家该怎么办？她该如何抉择？事实证明，哲学家们有一些建议。他们指出，科学理论可以通过两种截然不同的方式实现与事实的对应。“糟糕”的方法是通过事后调整：调整或增强理论，使其与可用的每个新数据保持一致。“好”的方法是通过事先预测：理论在事实发现之前正确地预测事实，而无需对原始理论进行任何调整——这是至关重要的。

可以肯定地说，没有任何理论在第一次尝试时就完全正确。但是，哲学家都在争论一个事实转让的，成功的，之前预测为比理论预测的信念更大令几乎一致事后的事实住宿。例如，科学哲学家彼得·利普顿( Peter Lipton)写道：当需要容纳数据时，科学家知道她必须得到的答案，她会不惜一切代价得到它，相比之下，在预测的情况下，没有捏造的动机，因为科学家不知道正确的答案提前回答，因此，如果预测结果是正确的，它提供了更有理由相信产生它的理论。

3、唯一可以为理论提供任何支持的数据是在实验确认之前预测的数据

一些哲学家甚至争辩说，唯一可以为理论提供任何支持的数据是在实验确认之前预测的数据；用哲学家伊姆雷·拉卡托斯 (Imre Lakatos)的话来说，“唯一相关的证据是理论所预期的证据”。由于这两种宇宙学理论中只有一种是正确的，您可能会期望其中只有一种能够以首选方式与事实相符。事实证明，这种期望是完全正确的。而且根据哲学家的标准，标准模型并不是最受青睐的理论。

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D方舟物质

1、D方舟物质是对螺旋星系的观测所产生的异常现象的回应

D方舟物质是对 1970 年代后期对螺旋星系（如我们的银河系）的观测所产生的异常现象的回应。考虑到观测到的星系中物质的分布，恒星和气体云绕星系中心运行的速度应该是可以预测的。这里的假设是来自观测物质（恒星、气体）的引力负责将恒星保持在圆形轨道上，就像太阳的引力将行星保持在它们的轨道上一样。但这一预测与观察结果截然相反。结果发现，在离每个螺旋星系中心足够远的地方，轨道速度总是比预测的要高。需要考虑这种异常情况。

2、宇宙学家有一个解决方案

他们假设每个星系都嵌在一个“暗物质晕”中，暗物质晕是一种有某种物质组成的大致球形云，它产生的额外引力正好可以解释高轨道速度。由于我们不直接观察这个物质，它必须由某种不与电磁辐射（包括光、无线电波、伽马射线等）相互作用的基本粒子组成。当时还不知道粒子具有必要的特性，粒子物理学家也没有在他们的实验室实验中找到这种粒子的证据，尽管自 1980 年代初以来看起来就很困难。宇宙学家有解决旋转曲线异常的方法，但他们缺乏支持它的硬数据。

3、米尔格罗姆认真对待万有引力理论可能完全错误的可能性

1983 年，提出了对旋转曲线异常的另一种解释。以色列魏茨曼科学研究所的物理学家，米尔格罗姆注意到异常数据有两个惊人的规律，暗物质假说没有解释这些规律。第一：轨道速度不仅仅比预测的要大。在每个星系中，轨道速度随着远离中心而上升，然后在观测允许的范围内保持在一个高值。天文学家称这种性质为“旋转曲线的渐近平坦度”。第二：异常高的轨道速度总是出现在重力加速度低于某个特征值的空间区域，并且非常小。也就是说：在任何星系中，人们都可以准确地预测运动将开始偏离牛顿动力学的位置。

结语：由于在我们的太阳系中的太阳的引力的任何地方。因此，通过测量螺旋星系外围的轨道速度，天文学家正在以前所未有的方式测试引力理论。米尔格罗姆知道，在科学史上有很多例子，只有当现有理论以新方式进行测试时，对新理论的需求才变得明显。因此，他认真对待万有引力理论可能完全错误的可能性。