[1758] Astrophysics

Title Text:DEPARTMENT OF NEUROSCIENCE / Motto: “If I hear the phrase ‘mirror neurons’ I swear to God I will flip this table.”<

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天文物理

神經科學部門 / 格言:我發誓如果我聽到「鏡像神經元」這個詞的話我會翻桌

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在物理学中,广义相对论与暗物质结合产生的引力理论是我们目前解释引力和星系行为的最佳模型。支持这种模式的证据非常广泛。广义相对论准确地预测了行星的轨道,甚至精确的细节,如水星的进动,牛顿引力无法完全解释。反过来,暗物质解释了星系的行为,例如它们的旋转速率,而单凭广义相对论则无法正确预测。大多数天体物理学家认为暗物质存在,或者是未知类型的恒星形式,或者是未被发现的亚原子粒子。

然而,因为暗物质的概念具有一些未知的东西而且迄今未被发现,所以很难在直观的层面上接受它。听到对暗物质的反对是很常见的,一种流行的替代观点是暗物质可以通过改进的引力理论来解释。定期提出的一种替代理论是改进的牛顿动力学(MOND)。在MOND中,引力不仅仅遵循平方反比定律,而且具有更复杂的行为。通常,额外的行为要么是说重力可能受到粒子加速度的影响,要么说它从反方形到大距离反向。它可能很吸引人,因为它相对简单 – 只是改变了我们对牛顿万有引力定律的理解,而不是要求全新形式的物质或未知的恒星存在,因为它有一些很好的副作用,比如解释为什么似乎对星系的密度有限制。不幸的是,物理学家已经探索了这条道路,无法将其与所有现有数据进行协调。一个着名的反例是子弹群,其中两个碰撞的星系团正相互撕裂。群集内的质量分布可以通过引力透镜推断,并且似乎显示暗物质和普通物质在一定程度上分离,这是MOND无法解释的。另一个反例是MOND与星系团中星系运动的观测不相容。更一般地说,MOND与广义相对论不相容 – 它有大量的实验数据对其有利,与MOND兼容的广义相对论将是非常复杂和丑陋的。

这部漫画说明了物理学家对那些不断尝试挑战暗物质存在的人的蔑视,却没有意识到支持它的所有证据和理论基础。显然,这个部门的成员已经厌倦了听到同样的旧观念被重复,他们采取了座右铭甚至竖立了一个标志,试图消除误解。这部漫画的具体推动力可能是Erik Verlinde对该出版物的新闻报道(见本文的流行描述)。它是在这部漫画发行前三天在网上发布的,得到了​​很多报道,称这“将证明爱因斯坦错了”。虽然Verlinde关于熵引力的研究是一个源自热力学和量子信息理论的严肃理论,但重要的是要记住它只是一个预印本,尚未经过同行评审或实验验证。 Verlinde的理论也与所有可用数据不匹配 – 它不同意显示粒子如何与重力相互作用的实验结果。因此,与替换暗物质的竞争者相比仍然相去甚远。

标题文本暗示了神经科学部门对镜像神经元的普遍误解所面临的类似问题。镜像神经元是在观察别人做某事时触发的脑细胞。实验声称在人类和猿中发现了镜像神经元,并且有一些理论使镜像神经元成为学习,移情,语言和意识本身的基础。然而,镜像神经元的证据仍然不完整,即使它们存在,尝试将如此多的人类行为归因于单一类型的相对简单的细胞也是非常简单的。鉴于此,该部门的神经科学家的座右铭正确地反映了他们的挫败感。翻转表是表达极度愤怒的常见描述。它在这里也被用作双关语,因为镜子在它们前面翻转图像。

本期漫画发布前两天还提到了类似新闻报道质疑当前既定科学理论的另一个故事,在PBS数字工作室的YouTube频道播出时间,他们的视频题为“暗黑能量刚刚消失?”。这篇论文是关于Ia型超新星宇宙加速的边缘证据。该视频得出结论,暗能量仍然是最好的解释。请注意,这是关于暗能量而不是暗物质的存在。这两个是非常不同的概念。科学论文的结果被认为反驳了坚实的理论已成为955年之前的主题:中微子。

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