宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何(hé)会存在科学(xué)无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟(jìng)是什么？人(rén)类(lèi)为(wèi)了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科学家们(men)在过(guò)去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却(què)没有(yǒu)发(fā)现任何的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出(chū)版的(de)自然哲学(xué)数学原(yuán)理一书中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表了(le)万有引力定(dìng)律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中天(tiān)体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就(jiù)会(huì)知道(dào)，周(zhōu)围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动(dòng)它的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是应用万(wàn)有(yǒu)引力定律所取得(dé)重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系(xì)统的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星系(xì)或(huò)者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测(cè)量后发(fā)星系(xì)团(tuán)的质量。这是(shì)一个(gè)由数(shù)千(qiān)个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大(dà)星系团，这些(xiē)星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确定其质(zhì)量的范(fàn)围(wéi)。

第一种是获得其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的(de)计算，是利用光谱红移测(cè)量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星系相对于(yú)星系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果出来(lái)之后，兹(zī)威基彻底懵(měng)了，“动力学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度学质(zhì)量”的(de)400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失(shī)了，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多(duō)星系的速(sù)度(dù)比理论上要快得多(duō)，按(àn)照牛顿的(de)运(yùn)动(dòng)学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生的引力是无(wú)法将它们(men)束(shù)缚在星系(xì)团内(nèi)的(de)，它们早就应(yīng)该被抛出(chū)星系(xì)团之(zhī)外了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的力量(liàng)在起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐(yǐn)形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹维(wéi)基提出(chū)了这(zhè)样部分(fēn)不可见(jiàn)的(de)暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射(shè)光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大(dà)部(bù)分的(de)质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的(de)一种说(shuō)法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福特在观测仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论(lùn)上来(lái)说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越(yuè)慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果却(què)让人感到不可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎保持不变。可(kě)是(shì)根据牛(niú)顿的万有引力(lì)定(dìng)律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的(de)质(zhì)量来吸引它(tā)们，这些外(wài)围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用一种相对标(biāo)准的方法来解释(shì)暗物(wù)质的存在，这(zhè)种方法就(jiù)是测量星系当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现(xiàn)异常(cháng)的(de)结果，就认为是(shì)由暗物质(zhì)的力量进入其(qí)中。

于是科学家们通(tōng)过射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距离星系中心更远距离的氢元(yuán)素，发(fā)现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并(bìng)不(bù)符合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太(tài)阳系位于银(yín)河系(xì)的第三悬臂之上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引力(lì)定律进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原(yuán)因很可能(néng)就(jiù)是(shì)存在着一(yī)种(zhǒng)我们看不到(dào)的物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人员(yuán)开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质的存在(zài)。科学家(jiā)根据星(xīng)系外(wài)恒星轨道的(de)速度，估算在星系当(dāng)中(zhōng)暗物(wù)质的(de)质(zhì)量(liàng)占整个(gè)星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并不是(shì)唯一可以解(jiě)释这个现象的AVERAGE函数是什么意思，计算机average函数是什么意思原因(yīn)。在(zài)一项新的(de)研(yán)究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥(yáo)远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会出现速(sù)度上的(de)微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反常的(de)星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却只有(yǒu)银(yín)河系的千分(fēn)之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学家们(men)使用最先进的望远镜对(duì)其(qí)进行(xíng)了40个小时(shí)的详细测(cè)量之后，发(fā)现(xiàn)星系中的(de)恒星运动是可以用正常的物质和力(lì)学定律来解释的。那么(me)又有(yǒu)人提出，也许该星(xīng)系的暗物质(zhì)，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了(le)。奇(qí)怪的(de)是，它(tā)的附(fù)近(jìn)没有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造成这些现象(xiàng)的除(chú)了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就(jiù)是人类对引力的(de)理解还不(bù)够全面(miàn)，引力(lì)很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同(tóng)的，这意(yì)味着在行(xíng)星系(xì)尺度中的天(tiān)体会(huì)沿着它(tā)们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上升到星系和星(xīng)团(tuán)的尺度，引力之间(jiān)的相互作(zuò)用则是不同的方式。对于在星(xīng)系团(tuán)之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还引入了外部(bù)场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这个(gè)理(lǐ)论(lùn)叫做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论成立，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我们需要对(duì)现在的物理(lǐ)定律(lǜ)进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当中还有关(guān)于暗物质存(cún)在(zài)的其他的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为(wèi)37亿光年(nián)的(de)子弹星系团，由两个碰撞的(de)星系团所组(zǔ)成(chéng)，类似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通质(zhì)量都在(zài)星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气体的(de)相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大(dà)部(bù)分的(de)质量(liàng)将(jiāng)位于所有这些气体所在的(de)中间区域。那么我(wǒ)们(men)通(tōng)过什么来验证它的(de)质量区域(yù)到底(dǐ)是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地看到很(hěn)多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这些星系本(běn)身并(bìng)不是真的被扭(niǔ)曲(qū)了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么(me)问题，而(ér)是这(zhè)样极遥远的天体(tǐ)和我们(men)地球上(shàng)的观测者之间。被(bèi)一个(gè)质量(liàng)超级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大(dà)质(zhì)量的东(dōng)西的引力，会使身(shēn)后更遥远星系(xì)的光都发生了(le)扭(niǔ)曲。这个现象就是(shì)引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天体可能是(shì)超(chāo)大(dà)质量的黑洞或者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对子弹星(xīng)系团观测的(de)时(shí)候，发现它的大质量区域(yù)并不是在(zài)中间，而是在两侧(cè)。所以最好的解释方法就是(shì)当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被(bèi)观测到的质(zhì)量气体被(bèi)卡在(zài)了中(zhōng)间(jiān)，暗(àn)物质则直接通过了(le)这个区域(yù)，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对(duì)子(zi)弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被认(rèn)为是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还(hái)有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多(duō)亿年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了各(gè)相同性的微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则(zé)表示相对较(jiào)冷的区域，但实际(jì)上它们之间(jiān)的温差(chà)只有万分之一。

科(kē)学家们(men)通过对前景背景分离后的(de)二值图像进行连通域提取和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物质，图(tú)形看起来不(bù)应(yīng)该(gāi)是这样的(de)，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质(zhì)大约是(shì)普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数字与解释(shì)星(xīng)系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的理论框架(jià)，就很好地(dì)解释了(le)很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某(mǒu)种类型(xíng)的粒(lì)子(zi)，它们不参(cān)与任何其他(tā)的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能(néng)够(gòu)找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出了数(shù)十种的假想目标，而(ér)要寻找这些不(bù)同的目(mù)标粒子所需(xū)要的实验方式也不(bù)相同。在过去的几十年(nián)当中，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学家(jiā)们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的(de)发(fā)现，除(chú)了(le)一(yī)个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下(xià)1400米处的(de)地下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验(yàn)室(shì)，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高(gāo)的探测器，一直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒(lì)子的(de)周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观(guān)测到(dào)了某(mǒu)种信号(hào)。经过了20多(duō)年的数据收集，人们发现(xiàn)了一(yī)个有趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年(nián)的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年都是一样(yàng)。一(yī)些科学家认为这可能是(shì)人类发现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为(wèi)什么暗物质会产生周期性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了(le)太阳(yáng)系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银(yín)河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗(àn)物(wù)质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年(nián)的时间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银(yín)河系的方向是(shì)一(yī)致(zhì)的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候(hòu)，地球与太阳的(de)方向正好达到完全一(yī)致，这是理(lǐ)论上地球穿(chuān)越(yuè)暗物(wù)质(zhì)流(liú)最(zuì)快(kuài)的(de)时段。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际的情况中(zhōng)，太阳系相对(duì)银河系的平(píng)面呈现了60度的(de)倾(qīng)斜(xié)，但是这并不影响这个理论的(de)有效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员们所观测(cè)到(dào)的周期性信号(hào)。当然也可能有其他的情况，造成(chéng)这种年(nián)度周期信号(hào)的差异也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高山(shān)上的(de)积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立(lì)了一个(gè)几乎相同的实验(yàn)室，这里(lǐ)的季节与之(zhī)前(qián)的实验室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动特(tè)征和(hé)第一(yī)个(gè)实验室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如(rú)果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有力的(de)证据了。但是由(yóu)于这个实(shí)验室刚刚建成不(bù)久，所以(yǐ)截(jié)至目前还无法提供相应的数据(jù)支(zhī)持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发(fā)射一(yī)台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫(jiào)做“南(nán)希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相同，但它的(de)宽视场仪器提(tí)供的视野是哈(hā)勃(bó)红(hóng)外(wài)仪器的(de)100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是(shì)探索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒(lì)子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存在(zài)，它(tā)们极有可能(néng)拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步(bù)的证实，那么遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当中的(de)暗物质会不会意味着人类(lèi)并不孤(gū)单(dān)呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在(zài)通过这(zhè)样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找(zhǎo)到暗(àn)物质存在的(de)实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到(dào)底(dǐ)存(cún)不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支(zhī)持(chí)是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：太仓网站建设,太仓网络公司,太仓网站制作,太仓网页设计,网站推广-昆山云度信息科技有限公司 AVERAGE函数是什么意思，计算机average函数是什么意思