看到暗物质？
（废话再说一遍：本文是《新发现》专栏文章，勿转）
正在建立中的新标准宇宙学模型告诉我们，我们熟悉的物质在宇宙中其实比想像的还要稀少，因为宇宙中能量的95%不是寻常物质，大约72%左右是暗能量，23%左右是暗物质。暗能量和暗物质共同点是暗，不发光，和通常物质的作用也很微弱。
暗物质和暗能量的研究是目前天文学界和物理学界共同课题，因为它们在宇宙尺度上影响了宇宙的历史，它们的基本性质则需要基础物理来解释。暗能量这个概念相对年轻些，形成只有十年。暗物质这个概念就很老了，可以追溯到1933年，那一年天文学家Zwicky发现一个星系团中的星系速度比预期的要大，根据牛顿万有引力定律，意味着星系之间还有很多我们没有看到的物质，当时叫丢失了的物质。到了1975年，人们还肯定了星系内也含有很多不发光的暗物质。
支持暗物质存在的证据都来自天文学观测。最能说明问题的是“子弹星系团”的观测，这是两个相撞后的星系团。2006年的一个研究表明，在“子弹星系团”中的星系团碰撞后，可见物质组成的气体由于相互之间的作用还纠缠在一起，而暗物质相对穿行而过，暗物质之所以会穿行而过就是因为它们暗，不发生什么相互作用。和暗物质一起穿行而过的是恒星。这个结果支持暗物质假说，基本否定了与暗物质假说竞争的其他理论，如一些新的引力理论。
到目前为止，暗物质对于我们来说真的很暗，因为暗物质的证据都是引力的，我们看不到它们发光，也看不到它们辐射其它粒子。这个情况也许在08年下半年根本改变了，两个独立的实验似乎探测到了暗物质辐射出的电子和正电子。这两个实验分别是ATIC和PAMELA。ATIC是先进离子量能器的简称，PAMELA是反物质探测和轻原子核天体物理卫星荷载的简称。
ATIC实验主要成员是美国的一些单位，中国紫金山天文台，俄国以及德国。这是一个气球探测实验，设计目的是研究宇宙射线为什么有那么高的能量，以及探测银河系内宇宙射线源发射的电子和正电子。紫金山天文台的常进研究员在ATIC实验中起到关键作用，建议探测电子和正电子。正是这个建议使得ATIC在实验上取得突破性的进展，在几次气球飞行实验中，他们探测到了比预期多出的高能正负电子。这些正负电子的能量极高，介于300京到800京电子伏之间。人们猜测，这些70个带电粒子可能来源于附近的脉冲星，也可能来源于暗物质。由于没有找到脉冲星的候选者，人们更倾向于认为它们来自暗物质的湮灭或者衰变。另外，ATIC的实验结果似乎更加支持暗物质的解释。
负载PAMELA的卫星2006年6月15日升空，科学目标是通过探测正负电子来探测反物质。这个实验能够探测的粒子能量比ATIC小，去年ATIC向自然杂志投稿之后，PAMELA实验组在8月份公布了类似的结果，他们发现在20京到100京电子伏之间，正电子数目远远超过正常的预期。这两个实验是相容的，都表明需要附近脉冲星或暗物质的存在来解释。
PAMELA实验在发现正电子反常地多之外，并没有发现质子和反质子的反常，这两种粒子也是带电粒子，同时具有稳定性（在到达地球附近之前不会衰变成其他粒子）。所以，任何人如果想解释这两个实验结果，他必须同时能够解释为什么只产生正电子而不产生质子（都带正电荷），并且，产生的源必须在银河系之内，距离地球不超过3千光年。如果正负电子起源过于遥远，经过漫长的旅行之后，它们通过和星际磁场和光子的相互作用早就丢失很多能量了。如果这些带电粒子来源于暗物质，这将是暗物质的第一个不是通过万有引力看到的证据。去年，国外科学刊物和媒体并没有将两个实验结果列为08年十大科学进展。鉴于研究暗物质对我们理解宇宙以及物理基本规律的重要性，我个人认为这是08年最重要的科学进展，虽然两个实验组比较低调。我们需要进一步做实验才能确定这些多余粒子是暗物质存在的产物，低调一点是应该的。
其实在去年公布实验结果的两个实验之前，还有其它实验得到类似结果，但由于精度所限，并没有引起大家的重视。在ATIC和PAMELA之后，理论家们行动起来了，提出了五花八门的理论。从PAMELA去年十月份放在网上的文章被引用的统计来看，已经有了一百二十余篇相关论文，并有十三个博客将链接指向PAMELA文章。用暗物质解释这两个实验并不容易，因为这里涉及到一些过去没有想到的暗物质的性质。
去年两个实验还不能肯定暗物质导致了这些宇宙射线，因为还没有被发现的脉冲星也许是它们的源头，另外，即使是暗物质放出了这些射线，我们也只是间接地探测到它们。为了更好地探测暗物质，中国科学院已经决定整合国内力量设计更好的实验，一种可能的实验是利用卫星，将ATIC实验升级。还有一种可能的实验是在地下实验室中直接探测暗物质，建立地下实验室的地址已经选好。可以预期，暗物质的实验和理论研究在今后的很多年内将是中国基础物理研究的一个重要部分。当然，中国也将投入暗能量的实验研究，不过这是另外一个话题了。
PAMELA小组的文章：
Observation of an anomalous positron abundance in the cosmic radiation
2009年3月15日 16:25:24
李老师,您好!既然暗物质通常不能直接观察到,那我们周围是否也可能充满了暗物质,就象空气在我们周围一样?当然质量密度很小,否则我们早通过引力感觉到了.
2009年3月15日 16:53:00
暗物质是当今的学术热点之一,有多少人关注这个问题,我也非常喜欢这篇关于暗物质的文章,记得早在2007年就有人在网上发贴提到暗物质可以吸收高能伽马光子辐射正负电子对,没想到2008年下半年就出现实验支持暗物质可以辐射正负电子对了!
2009年3月15日 17:33:34
bdgls：
我们周围应该有暗物质粒子，当然很稀少，同时和我们身体中的粒子几乎不发生作用。
2009年3月15日 18:42:14
看来数学好的人真多，想象力好的人真多。我们永远准备了一堆理论，干等着实验来verify……做实验的赶不过推公式的了？
呵呵，说得肤浅了点儿。
2009年3月16日 10:20:10
谢谢李老师,我完全相信您答复中的观点.那么,您对高能伽马光子照射质量密度较大的暗物质可以产生正负电子对的观点赞同吗?我比较赞同这种观点.我想,按照这种观点,在宇宙辐射中观察不到同样多的反质子就有了一种解释,那就是激发暗物质使其转变为正负质子对需要能量极高的伽马光子,而通常没有或很少有如此高能量的伽马光子.
2009年3月16日 11:08:12
bdgls：
ATIC和PAMELA看到的可能是暗物质直接衰变或湮灭的正负电子对。
2009年3月19日 15:04:36
李淼,
有没有看过Sean Carroll 的 Dark Matter, Dark Energy: The Dark Side of the Universe? 是The Teaching Company 的 Great Courses 系列的, 程度相当于大学本科课程.
2009年3月19日 20:43:15
多年前：
没有看过，那里能看到？
2009年3月20日 5:43:42
四片DVDs, 24 个30 分钟一个的 lectures, 两小本 Course Guidebooks. 2007 出版.
我昨晚瞄了一下前12个lectures, 都是宇宙学和粒子物理的基础. 后12个lectures从目录看好象要有意思些.
Sean Carroll 挺能讲的, 听听他的说法可能对研究生会有帮助.
Published price is $255, but it could be had for around $80.
2009年3月21日 0:38:40
有一篇文章提到Carl Sagan?好像不是这篇文章，无奈评论太多看着看着就忘了，有一次我下载了13集卡尔萨根的宇宙，看了23集，就把剩下的转成MP3准备练听力了，主要是中文繁体字幕特别不爽。。。
他是大牛吗？因为一开始那个女的在给他吹牛。。。说他早就超越了当代的同行。
他研究物理吗？专业是？
2009年3月21日 10:09:33
Carl Sagan 最牛的研究是关于地外生命的. 他关于金星和 Titan 的研究也相当重要.
2009年3月21日 13:02:57
多年前：
谢谢。
2009年3月21日 17:05:08
李淼:
谢我什么呀? 帮你回答关于Carl Sagan的问题, 还是 Sean Carroll 的 lectures?
Hey, if you want to get a copy of Sean Carroll’s lectures, let me know. I can order a copy from the publisher — consider it a gift from a friend of the old days.
If someone you know is visiting the Bay Area soon, let me know of that information as well — I might be able to save the postage.
2009年3月21日 18:03:18
多年前：
不用啦。
过去我女儿倒是离旧金山不远，现在比较远了。
2009年3月21日 19:00:07
李老师，你觉得广泛看看数学各个分支的进展，对理论物理用处大不大？我总觉得有时候，数学不仅仅是工具，甚至是线索。没那么多经验，请教一下：）
（刚一提交，说计算错误，一看9+3算成11了，狂晕，哈哈）
2009年3月25日 7:55:55
我对宇宙学的看法（20）——暗能量和暗物质的总量是怎样推导出来？
暗能量这个概念的形成只有十多年历史。暗物质这个概念则可以追溯到1933年。2008-5-9新浪科技报道：北京时间5月8日消息，据国外媒体报道，一个由多国天文学家组成的研究小组日前称，他们最近利用欧洲航天局发射的XMM—牛顿X射线卫星在宇宙中寻找到了部分失踪物质（指的是普通物质）。由此可见观测历史最长的普通物质在可观测到的宇宙中的总含量到目前为止仍然没有完全确定的观测数据。可是暗能量，暗物质和普通物质在可观测到的宇宙中的分配比例在短短的10多年中就被精确地确定。我不知道最具有说服力的天文观测和理论根据是什么？希望李淼先生，赵刚博士和陈学雷先生能不吝赐教。他们三位都对暗能量，暗物质和普通物质在可观测到的宇宙中的分配比例给出虽然略有差别但大致相同的如下结果。
1． 李淼先生在《新发现》专栏文章“看到暗物质？”写到：正在建立中的新标准宇宙学模型认为我们熟悉的物质在宇宙中其实比想象的还要稀少，因为宇宙中能量的95%不是寻常物质，大约72%左右是暗能量，23%左右是暗物质。
2． 2008年10月12日在北京人民大会堂举行的“隆重纪念望远镜发明400周年——科学大师演讲会” ，据新华网记者对中国天文学会理事长、中科院国家天文台副台长赵刚博士的采访文章：天文学前沿：“两朵乌云”暗物质与暗能量，在会上1957年诺贝尔物理学奖获得者、美国哥伦比亚大学教授李政道在演讲中给出的数据是：宇宙总能量约5%是已知物质的能量；约25%是暗物质的能量，约70%是暗能量。
3． 在物理学院主办的夏期学期“天体物理前沿系列讲座”中，国家天文台的陈学雷研究员作了一次关于暗物质与暗能量的学术报告。陈学雷先生提到：目前的理论认为，宇宙中的成分有大约23%是暗物质，73%暗能量
地址：http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=219366
2009年5月3日 16:44:17
先生是否可以适当整理这些资料使得一般物理系的同学更能够接受，这样也许会有很惊奇的作用。
许多人，连问题在哪里都不知道如何有突破。
2010年1月5日 4:25:58
21世纪科学最大的谜题是什么？2005年10月24日下午，著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者李政道来到清华大学大礼堂，参加纪念中国博士后流动站成立二十周年清华大学庆祝活动，并在会上发表演讲，向与会的千余名博士后阐述他对20、21世纪科学最大的谜的见解， 暗物质和暗能量是世纪谜题。李政道在演讲中指出，21世纪初科学最大的谜是暗物质和暗能量。它们的存在，向全世界年轻的科学家提出了挑战。暗物质存在于人类已知的物质之外，人们目前知道它的存在，但不知道它是什么，它的构成也和人类已知的物质不同。在宇宙中，暗物质的能量是人类已知物质的能量的5倍以上。暗能量更是奇怪，以人类已知的核反应为例，反应前后的物质有少量的质量差，这个差异转化成了巨大的能量。暗能量却可以使物质的质量全部消失，完全转化为能量。宇宙中的暗能量是已知物质能量的14倍以上。
一暗物质是什么？
宇宙中物质是永恒不变的，组成物质的基本粒子也是不变的。宇宙有多大，是120亿年吗？光能膨胀120亿年不衰减完而被我们地球人扑捉到到，这是完全不可能的。从某星体发出的很高强度或很高能量密度的热和光等能量，不可能传播了120亿年或者几亿年也行还在不停的乱窜，这是造成宇宙中有绝对多的暗物质的原因。光是膨胀的，它的膨胀时间膨胀距离都是有限的，一瞬间发出的光束转眼间就不见了，传播不了多么远的距离；只有光源不停的发光才能将光膨胀（传播）更远。高频率高能量密度的光比低频率低能量密度的光速度更快，传播时间更短，热水比冷水冻的快就是这个道理。光是由光能量子膨胀运动的，后发出的光子不断的膨胀前面先发出的光子，使运动不断的进行下去。当光子膨胀到一定的体积，能量密度达到宇宙微波背景能量密度时，光子变成微波能量子，光传播变成微波辐射。所以我们从地球接收的光和电磁波是宇宙物质或星体发出的光和电磁波极少部分，有非常多星体的光是达到不了我们地球的，是我根本接收不到的。这就是说暗物质是我们没有看到的宇宙物质，也是我们无法看到和测量到的物质。
暗物质是根据万有引力缺失和引力透镜推想出来的物质，一方面。我们观测不到有很多物质就在我们不远处，由于它们以微弱的光和热辐射向外传播，我们根本观测不到它们的存在。另一方面，万有引力的作用距离是有限的，有很多物质的万有引力是到达不了我们地球的，这也是造成引力缺失的一个原因。引力透镜是一种观测假象，一条光线经过某星系，这条光线会被此星系发出的光膨胀成弯曲的光线，从而形成引力透镜象。
二 暗能量是什么？
现在科学界将暗能量用来抵抗引力和解释宇宙加速膨胀，并认为暗能量它是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量，宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量的斥力和万有引力来推动的。之所以暗能量具有如此大的力量，是因为它在宇宙的结构中约占73%，占绝对统治地位。暗能量是近年宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要证据是对遥远的超新星所进行的大量观测表明，宇宙在加速膨胀。 暗能量究竟是一种什么样的物质？长期以来，这些问题一直困扰着世界各国的科学们。丹麦哥本哈根大学的科学家们最近公布了他们的研究成果，认为宇宙暗能量事实上很可能就是”真空”。
宇宙真空存在有三种能量：1物质释放的能量（动能量），2宇宙微波背景辐射能量，3没有温度和频率的基态能量。动能量膨胀产生动能量空间斥力，物质吸收基态能量产生基态能量空间收缩力（包括万有引力）。科学指的暗能量具有和动能量一样的膨胀性，这样的暗能量是不存在的。谱线红移并不代表宇宙在加速膨胀，任何从物质发出的光线都是红移的，波长是被拉长的，频率逐渐降低的。宇宙的运动是和谐的，各系统物质都在一个动态平衡中运动着，当某恒星内部物质释放的能量密度相当大时，恒星物质结构抵抗不了内部能量的膨胀，大量的能量喷发出来，使系统动态平衡暂时破坏，不久系统会恢复新的平衡。膨胀是局部和暂时的，宇宙整体不存在膨胀，那个膨胀宇宙的暗能量是不存在的。真空就是能量的海洋，是宇宙微波背景能量和基态能量重叠在一起的能量海洋，物质在能量的海洋中漂移。在这个能量的海洋中存在有不同能量密度，频率和温度的热辐射，光和电磁波等动能量。星系在能量的海洋中运动会留下热辐射的“足迹”，宇宙微波背景辐射微小的涨落就是它留下的热痕迹。基态能量是不同于科学寻找的暗能量，但是它确实是暗的能量，基态能量既没有温度也没有频率，只有从引力才能表现出来。
现代宇宙学和天文观测存在许多盲区和认识错误，星体的质量，发光度和距离都是根据光信号的强弱和引力方程推算出来的。例如，一个100W的灯泡在100米光的强度减弱多少，这完全是经验，没有经验根本无法判断它的距离。最根本最本质的错误是将光看成是可以在宇宙空间中永远运动下去的，不管这束光是从多么远的物质辐射出来的。
http://blog.51xuewen.com/lix258
2010年1月5日 4:27:59
一暗物质是什么？
宇宙中物质是永恒不变的，组成物质的基本粒子也是不变的。宇宙有多大，是120亿年吗？光能膨胀120亿年不衰减完而被我们地球人扑捉到到，这是完全不可能的。从某星体发出的很高强度或很高能量密度的热和光等能量，不可能传播了120亿年或者几亿年也行还在不停的乱窜，这是造成宇宙中有绝对多的暗物质的原因。光是膨胀的，它的膨胀时间膨胀距离都是有限的，一瞬间发出的光束转眼间就不见了，传播不了多么远的距离；只有光源不停的发光才能将光膨胀（传播）更远。高频率高能量密度的光比低频率低能量密度的光速度更快，传播时间更短，热水比冷水冻的快就是这个道理。光是由光能量子膨胀运动的，后发出的光子不断的膨胀前面先发出的光子，使运动不断的进行下去。当光子膨胀到一定的体积，能量密度达到宇宙微波背景能量密度时，光子变成微波能量子，光传播变成微波辐射。所以我们从地球接收的光和电磁波是宇宙物质或星体发出的光和电磁波极少部分，有非常多星体的光是达到不了我们地球的，是我根本接收不到的。这就是说暗物质是我们没有看到的宇宙物质，也是我们无法看到和测量到的物质。
暗物质是根据万有引力缺失和引力透镜推想出来的物质，一方面。我们观测不到有很多物质就在我们不远处，由于它们以微弱的光和热辐射向外传播，我们根本观测不到它们的存在。另一方面，万有引力的作用距离是有限的，有很多物质的万有引力是到达不了我们地球的，这也是造成引力缺失的一个原因。引力透镜是一种观测假象，一条光线经过某星系，这条光线会被此星系发出的光膨胀成弯曲的光线，从而形成引力透镜象。
二 暗能量是什么？
现在科学界将暗能量用来抵抗引力和解释宇宙加速膨胀，并认为暗能量它是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量，宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量的斥力和万有引力来推动的。之所以暗能量具有如此大的力量，是因为它在宇宙的结构中约占73%，占绝对统治地位。暗能量是近年宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要证据是对遥远的超新星所进行的大量观测表明，宇宙在加速膨胀。 暗能量究竟是一种什么样的物质？长期以来，这些问题一直困扰着世界各国的科学们。丹麦哥本哈根大学的科学家们最近公布了他们的研究成果，认为宇宙暗能量事实上很可能就是”真空”。
宇宙真空存在有三种能量：1物质释放的能量（动能量），2宇宙微波背景辐射能量，3没有温度和频率的基态能量。动能量膨胀产生动能量空间斥力，物质吸收基态能量产生基态能量空间收缩力（包括万有引力）。科学指的暗能量具有和动能量一样的膨胀性，这样的暗能量是不存在的。谱线红移并不代表宇宙在加速膨胀，任何从物质发出的光线都是红移的，波长是被拉长的，频率逐渐降低的。宇宙的运动是和谐的，各系统物质都在一个动态平衡中运动着，当某恒星内部物质释放的能量密度相当大时，恒星物质结构抵抗不了内部能量的膨胀，大量的能量喷发出来，使系统动态平衡暂时破坏，不久系统会恢复新的平衡。膨胀是局部和暂时的，宇宙整体不存在膨胀，那个膨胀宇宙的暗能量是不存在的。真空就是能量的海洋，是宇宙微波背景能量和基态能量重叠在一起的能量海洋，物质在能量的海洋中漂移。在这个能量的海洋中存在有不同能量密度，频率和温度的热辐射，光和电磁波等动能量。星系在能量的海洋中运动会留下热辐射的“足迹”，宇宙微波背景辐射微小的涨落就是它留下的热痕迹。基态能量是不同于科学寻找的暗能量，但是它确实是暗的能量，基态能量既没有温度也没有频率，只有从引力才能表现出来。
现代宇宙学和天文观测存在许多盲区和认识错误，星体的质量，发光度和距离都是根据光信号的强弱和引力方程推算出来的。例如，一个100W的灯泡在100米光的强度减弱多少，这完全是经验，没有经验根本无法判断它的距离。最根本最本质的错误是将光看成是可以在宇宙空间中永远运动下去的，不管这束光是从多么远的物质辐射出来的。
2010年1月5日 4:28:00
一暗物质是什么？
宇宙中物质是永恒不变的，组成物质的基本粒子也是不变的。宇宙有多大，是120亿年吗？光能膨胀120亿年不衰减完而被我们地球人扑捉到到，这是完全不可能的。从某星体发出的很高强度或很高能量密度的热和光等能量，不可能传播了120亿年或者几亿年也行还在不停的乱窜，这是造成宇宙中有绝对多的暗物质的原因。光是膨胀的，它的膨胀时间膨胀距离都是有限的，一瞬间发出的光束转眼间就不见了，传播不了多么远的距离；只有光源不停的发光才能将光膨胀（传播）更远。高频率高能量密度的光比低频率低能量密度的光速度更快，传播时间更短，热水比冷水冻的快就是这个道理。光是由光能量子膨胀运动的，后发出的光子不断的膨胀前面先发出的光子，使运动不断的进行下去。当光子膨胀到一定的体积，能量密度达到宇宙微波背景能量密度时，光子变成微波能量子，光传播变成微波辐射。所以我们从地球接收的光和电磁波是宇宙物质或星体发出的光和电磁波极少部分，有非常多星体的光是达到不了我们地球的，是我根本接收不到的。这就是说暗物质是我们没有看到的宇宙物质，也是我们无法看到和测量到的物质。
暗物质是根据万有引力缺失和引力透镜推想出来的物质，一方面。我们观测不到有很多物质就在我们不远处，由于它们以微弱的光和热辐射向外传播，我们根本观测不到它们的存在。另一方面，万有引力的作用距离是有限的，有很多物质的万有引力是到达不了我们地球的，这也是造成引力缺失的一个原因。引力透镜是一种观测假象，一条光线经过某星系，这条光线会被此星系发出的光膨胀成弯曲的光线，从而形成引力透镜象。
二 暗能量是什么？
现在科学界将暗能量用来抵抗引力和解释宇宙加速膨胀，并认为暗能量它是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量，宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量的斥力和万有引力来推动的。之所以暗能量具有如此大的力量，是因为它在宇宙的结构中约占73%，占绝对统治地位。暗能量是近年宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要证据是对遥远的超新星所进行的大量观测表明，宇宙在加速膨胀。 暗能量究竟是一种什么样的物质？长期以来，这些问题一直困扰着世界各国的科学们。丹麦哥本哈根大学的科学家们最近公布了他们的研究成果，认为宇宙暗能量事实上很可能就是”真空”。
宇宙真空存在有三种能量：1物质释放的能量（动能量），2宇宙微波背景辐射能量，3没有温度和频率的基态能量。动能量膨胀产生动能量空间斥力，物质吸收基态能量产生基态能量空间收缩力（包括万有引力）。科学指的暗能量具有和动能量一样的膨胀性，这样的暗能量是不存在的。谱线红移并不代表宇宙在加速膨胀，任何从物质发出的光线都是红移的，波长是被拉长的，频率逐渐降低的。宇宙的运动是和谐的，各系统物质都在一个动态平衡中运动着，当某恒星内部物质释放的能量密度相当大时，恒星物质结构抵抗不了内部能量的膨胀，大量的能量喷发出来，使系统动态平衡暂时破坏，不久系统会恢复新的平衡。膨胀是局部和暂时的，宇宙整体不存在膨胀，那个膨胀宇宙的暗能量是不存在的。真空就是能量的海洋，是宇宙微波背景能量和基态能量重叠在一起的能量海洋，物质在能量的海洋中漂移。在这个能量的海洋中存在有不同能量密度，频率和温度的热辐射，光和电磁波等动能量。星系在能量的海洋中运动会留下热辐射的“足迹”，宇宙微波背景辐射微小的涨落就是它留下的热痕迹。基态能量是不同于科学寻找的暗能量，但是它确实是暗的能量，基态能量既没有温度也没有频率，只有从引力才能表现出来。
现代宇宙学和天文观测存在许多盲区和认识错误，星体的质量，发光度和距离都是根据光信号的强弱和引力方程推算出来的。例如，一个100W的灯泡在100米光的强度减弱多少，这完全是经验，没有经验根本无法判断它的距离。最根本最本质的错误是将光看成是可以在宇宙空间中永远运动下去的，不管这束光是从多么远的物质辐射出来的。