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四。 黑暗物质在天文物理学的解说与探测－
20多年来，在天文物理学上仍没有进展的一个重大问题就是黑暗物质（DarkMatter）。在1930年代，一位天文学家 FritzZwicky观测银河系后，发现有一些特殊而被隐藏的质量，以万有引力保持银河系的快速旋转。
一直到70年代，发现旋涡星系（galaxy）的重力牵引高速旋转的星球，保持快速运行而不至脱离。这星系的质量可由理论推算，当星球在旋涡星系的边缘以高速环绕着旋转时，这个星系的总质量可由此星球的质量和旋转速率估算出来。但由某种型态的星球及星系的绝对亮度与质量之间有一定的关系，依据星体的绝对亮度调查星体的质量，再乘测量的数量，即能推算出宇宙中看得见的物质之质量。即实际以天文望远镜观测星系的全部星球，所估算的星系质量比前者估算的总质量少很多。故发现星系似乎均隐藏着大量看不见的质量（MissingMass）（注15）。
以银河系为例，由维系银河系运行所需的引力，计算银河系的质量，与由观测到的恒星数，计算银河系的全体物质总质量比较，相差十倍以上。又根据观测氘（D）、氦…3（He）、氦…4（He）及其它元素与丰存量所得，指出以质子和中子型态存在的物质，其密度小于由星系团动力学所导出总物质的百分之十。
由银河系推测到其它星系，甚至星系团及超星系团中，也有大量黑暗物质存在。有多种观测数据估算，宇宙有多于总质量的90％，为不能用电磁波观测到的物质，这些物质即为黑暗物质（注16）。故宇宙间最普遍的东西，就是黑暗物质。
黑暗物质可能以非重子（nonbargon）或热黑暗物质（hot dark matter）和重子（bargon）或冷黑暗物质（cold darkmatter）二种方式存在。非重子或热黑暗物质方式中，如光子和微中子以光速或近于光速在移动，实际上不见有静止质量，也找不到有质量的证据。
假想中磁单极被认为不可能存在，若是宇宙中有大量磁单极，则银河的电场早就被撕裂了（注17）。另一假想中的轴子（axion），为解释强交互作用力，能维持原子核不散开而提出的一种假想粒子，尚未得到实验证实。
另有宇宙弦（cosmicstring）仅为宇宙中假设存在的物质形态之一，为宇宙生成后留在没有发生相变区域内的一股密集能量，因弦中的环状弦会放出重力波而消失，所以不可能留至今成为黑暗物质（注18）。重子或冷黑暗物质方式中，白矮星、中子星和黑洞可当成已知质量的物质系统；岩石星尘在星际间比例极低，可以忽略；近年来发现的木星型行星（称为棕矮星），因质量不大，例如木星在太阳系所占的物质比例极小。现在探测黑暗物质的热门目标；是以弱交重粒子（weaklyinteractingmassiveparticles）为对象，包括超夸克（Squark）、超轻子（Slepton）、超电子（Selectron）、和光超子（Photino）等。这些由超对称理论与所预言的超对称粒子，可能有质子十倍或以上的质量，或轻如轴子，和普通物质非常相似，然而迄今仍无发现。
五。 黑暗物质在三重宇宙的定位－
占宇宙总质量90％以上的黑暗物质，20年来，科学家以各种方法，例如宇宙天文观测、地下矿坑粒子接收设备接收和粒子对撞器探索等。目前世界上有许多黑暗物质的检测计划正在进行，较著名的有欧洲粒子物理研究中心（CERN），和美国伊立诺州费米实验室的粒子对撞器，日本岐阜县神冈矿山地下实验装置。正在准备进行的有美国德州52哩超导体超级粒子对撞器，完成后将成为全世界最大能量的粒子对撞器，尝试由试验结果证明黑暗物质存在的理论，但是迄今仍然一无所获。
近年研究结论，宇宙的组成以冷黑暗物质被大多数学者所接受，认为黑暗物质是质子和中子之类的重子所形成的。质子和中子的慢速移动，经万有引力而聚集而构成一般的物质，到某一密度便产生核熔合反应而发光，即成为可见星球（注19）。又因为由宇宙背景辐射的温度值，可以算得每立方公分约有四百个光子存在，根据此数值可以算出重子数量，和可见物质的重子数量，大致相同，故不应有黑暗物质存在。
但是黑暗物质的性质，仅有重力能影响我们看得到的星球，不能以电磁波观测到，此现象和超弦理论的十维时空三重宇宙之间所呈现的现象相符，因此根据三重宇宙的架构，黑暗物质的重子存在另一重我们观测不到的宇宙，则不受其数量与本宇宙光子数量比值的限制，及不受限于重子会发生核熔合而发光被我们观测到的顾忌。由此可知在另一重宇宙的黑暗物质，极可能与我们这一重宇宙由重子所构成的物质相同。
因此宇宙中最普遍存在的黑暗物质，可能不在我们生活其中的宇宙，而存在于另一重宇宙。
若是大宇宙以这种十维时空的架构存在，则可以解释一些天文物理学上的难题，举例如下：
一、天鹅座Ｘ…１光星，其内部与一般正常的星球相似，在观测其运动时，发现有一颗看不见，约8倍太阳质量的伴星，环绕着它旋转。这颗伴星绝非中子星或白矮星的质量，又在光学认证及一些其它疑点，被认为这颗伴星不是黑洞（注20）。若这颗伴星存在于另一重宇宙中，仅以重力影响Ｘ…１星的运行，则可说明这颗伴星是黑暗物质。
二、1972年L。
Bray发表观测哈雷彗星接近太阳比预定的日期，不是早到就是延后4天；经计算机仿真太阳系的数值模式计算结果，发现有一颗约土星3倍的太阳系第10颗Ｘ行星。
三、1981年 V。 Flandern提出研究报告，Ｘ行星有3倍地球质量，而且有一高倾斜度的轨道，可以说明干扰海王星的运行。
四、1987年美国天文学家 JohnAnderson依据19世纪海王星和天王星运行偏离轨道的天文观测纪录，发表「Ｘ行星学说」，推测太阳系内，有第十颗Ｘ行星存在。其质量约为地球的五倍，公转周期为700到1000年；其轨道与黄道面之间夹角很大，甚至可能与黄道面垂直，而呈狭长的椭圆形。
1973年和1974年先锋10号和11号太空探测船接近海王星和冥王星时，并未发现足以影响海王星、天王星或哈雷彗星运行的未知天体。并经哈伯太空望远镜于太空中观测，也没有发现太阳系的Ｘ行星存在（注21）。倘若Ｘ行星存在另一重宇宙中，其重力可以影响海王星、天王星或哈雷彗星的运行，当然可以解释上述现象。因此Ｘ行星可能是存在太阳系内，另一重宇宙的黑暗物质。
六。 地球内部黑暗物质的探讨－
在地球探索黑暗物质的一个方法，是应用地球科学分析地球内部的构造、组成、密度和压力，求出黑暗物质存在的证据。本人近年已完成一篇学术性论文「地球新模式的重建和内部黑暗物质的发现」，已于1993年12月在北京的两岸学术研讨会中发表，被评选为优秀论文。其要点如下：地球内部构造的三大部份中，地壳和地函二部份，已用许多地球科学的方法，测定其化学组成和密度分布，已达到相当正确的成果，但是在较深的地核部份，仍有许多问题存在。
为探讨地球内部的构造，依据目前最常被引用的地球模式，1981年Dziewonski和Anderson所提的ＰＲＥＭ地球模式（Preliminary Reference Earth Model），在地函和地核的交界面（ＣＭＢ；core…mantleboundary），由地函的岩石矿物密度 5。566 g/cm，跳升为地核熔岩的 9。903 g/cm；其间密度有 77。92 ％ 的跳升。
根据物理化学的数据，一般固态的物质在大气压下，熔化为液态时，密度大约降低10％，然而地球在ＣＭＢ面，由固态地函转化为液态地核时，违反常态，非但密度不降，反而大幅跳升77。92％。这个密度跳升，主要是由已知地球质量和转动惯量的观测值，扣除已有相当可靠数据的地壳和地函部份，所剩余大量的质量和转动惯量，唯有采取高密度的地核，以配合地球质量的观测值，并在ＣＭＢ面大幅跳升外核部份的密度，以配合地球转动惯量的观测值。这种地球模式是由推测所得，而所有观测方法均不能提出直接数据，以资证明密度跳升的现象，故地球内部构造模式，在ＣＭＢ面以下需要详加探讨。
依据ＰＲＥＭ地球模式，分析地球内部构造、密度、组成和压力，由其不合理处，根据几位地球科学家异于一般理论的意见，认为地球的外核化学组成和深部地函相似，在ＣＭＢ面的密度应呈连续性，和近年发现地球内部固态地函和液态地核之间的ＣＭＢ面，呈现大于10公里的起伏，故据此重新修订可能的地球模式。
根据本文分析结果，地球的外核化学组成和深部地函相似，且密度分布呈连续性，下部地函和外核之间的成分，仅是固态岩石和液态熔岩的物态变化而已。在外核黏滞性低的过渡区，其组成熔岩的各种氧化物和较活泼的金属元素，产生氧化还原化学反应，重力分离和熔岩西流等作用，使外核富有氧化铁成分的熔岩部份被还原为金属铁，与少量镍镕成合金，挟带许多金属氧化物一起沉入内核凝结为固态。其在外核过渡区氧化还原时所产生的化学反应热和在内核面与外核面凝结时所释放的凝固热，成为地球内部物质从外核的过渡区到地壳之间一贯性大型对流囊（convectioncell）的动力源。
根据这种地球内部的分析，在地核部份尝试几种不同密度分布曲线的地球模式，计算每一种地球的质量和转动惯量，与其实际地球的观测值比较，有相当大的不符值，此值即为黑暗物质之质量和转动惯量。引用黑暗物质和超弦理论的特性，计算黑暗物质的质量和转动惯量，按密度与深度成正比的方式，用试差法计算黑暗物质的半径和密度分布，使其质量和转动惯量符合上述不符值，并以黑暗物质与地球的重力作用，计算地球各层深度的压力，作为捡讨。结果得到适宜的地球新模式：地球本身质量为5121。82x10g，约为实际地球观测质量5974。20x10g 的85。73％，平均密度只有4。7284 g/cm，地心密度9。49821g/cm，地心压力2。8053megabar。其余14。27％地球的消失质量（missingmass），由计算所得结果于地球内部可能有一黑暗物质的行星存在，其半径约为3700。375公里，平均密度有4。123g/cm，质量为852。38x10g，约为火星的1。33倍。这个地球内部黑暗物质的行星，若以三宇一宙的宇宙时空架构，自然可以容纳地球内部的另一重宇宙中。
根据超弦理论的Ｅ8Ｅ8的超对称性，在另一重宇宙的黑暗行星，我们无法以电磁波望远镜观测得到，而其重力会影响地球的运行轨迹。由于地球绕行太阳公转的轨道，并无异常的偏离迹象，因此可以推测黑暗行星和地球的两个重心，自远古至今，已互相吸引而重迭在一起。又由月球以固定的一面朝着地球绕行的现象，可以推测地球内部的黑暗行星，与地球可能同步自转。虽然地球上电磁波无法直