宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无(wú)法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什(shén)么(me)？人类(lèi)为了寻找暗物质存在(zài)的证(zhèng)据，科(kē)学(xué)家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当(dāng)中进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一(yī)个地方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的自然哲(zhé)学(xué)数学(xué)原(yuán)理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往后(hòu)的几百年来，当天文学家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有引力定(dìng)律的(de)时候，他(tā)们就会知(zhī)道，周围一(yī)定(dìng)有未知的天体通过引力在(zài)摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶(yé)就通过天王星运行轨道的异(yì)常(cháng)，推算并且(qiě)发现了海王(wáng)星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们(men)上升到星系或(huò)者是星(xīng)团(tuán)的尺度(dù)，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研(yán)究和测量后发(fā)星系团(tuán)的(de)质量。这是一(yī)个由数千(qiān)个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星系(xì)团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质量一般会使(shǐ)用(yòng)到两种方法(fǎ)，当(dāng)两(liǎng)种方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其(qí)质量的范围。

第一(yī)种是获得其"光度(dù)学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是测(cè)量(liàng)各(gè)个星系的(de)光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星系(xì)团中的各个(gè)星系相对于星系团(tuán)的运动速(sù)度。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说这(zhè)99%的质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的(de)形(xíng)式所存在，我们无法(fǎ)看到(dào)。最诡异的是，在(zài)测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星(xīng)系(xì)团中很多星系(xì)的速(sù)度比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系(xì)的质量(liàng)所产生(shēng)的(de)引力是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内的，它们(men)早(zǎo)就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在(zài)起作用，这种力量(liàng)来(lái)源于(yú)某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射(shè)光，但(dàn)是它们却占据(jù)着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分的质量。只(zhǐ)是当时的人们(men)对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特(tè)福(fú)特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速(sù)度(dù)就会越(yuè)慢。但是他们观测的结果却让人(rén)感到不可(kě)思(sī)议。

随着与中心距离(lí)的(de)增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不(bù)变。可(kě)是(shì)根(gēn)据牛顿的万有引力(lì)定律，在星系(xì)当中如果(guǒ)没(méi)有(yǒu)足够大(dà)的质量来(lái)吸引它们(men)，这些(xiē)外围的(de)恒星早就被甩到(dào)宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们(men)会(huì)使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就(jiù)是测量星系(xì)当中气体在X轴上距离(lí)星(xīng)系中心的距(jù)离(lí)，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度(dù)。如果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为(wèi)是由暗物(wù)质的力(lì)量(liàng)进(jìn)入其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星(xīng)系中心更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不(bù)符(fú)合牛顿的力学(xué)定律。我们(men)的太(tài)阳系(xì)也不例外(wài)，太阳系位(wèi)于(yú)银(yín)河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年(nián)，根据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系(xì)正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就是存在着(zhe)一种我们看不到的(de)物质，是这些暗物(wù)质的(de)引(yǐn)力(lì)效(xiào)应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也(yě)是从这时(shí)开始，越来越多的(de)研究人员开始相信暗(àn)物质的存在(zài)。科(kē)学家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中(zhōng)暗(àn)物质的质量占整个星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物质(zhì)并不(bù)是唯(wéi)一(yī)可以解(jiě)释(shì)这个现象的原因。在一(yī)项新的(de)研究当中，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差(chà)异(yì)。另外，天文学(xué)家还发(fā)现了一(yī)个(gè)反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银(yín)河系(xì)不多，但(dàn)是星(xīng)系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系必须(xū)存在暗(àn)物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们使用(yòng)最(zuì)先(xiān)进的(de)望远镜对其(qí)进(jìn)行(xíng)了40个小(xiǎo)时的(de)详细测(cè)量(liàng)之后，发现星(xīng)系中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)是可以用正常的物质和力学定律(lǜ)来解释的。那么(me)又有人提出(chū)，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近(jìn)的另一个大(dà)星系(xì)剥离了。奇怪的(de)是，它的附近(jìn)没有任何星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗物质的(de)假说之(zhī)外，另一种可(kě)能就是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很(hěn)可能在(zài)不同(tóng)尺度空间(jiān)中的工作方式是(shì)不同的，这意(yì)味着在行星系(xì)尺度中的天(tiān)体会沿着(zhe)它们的轨道，按照(zhào)我们所理解的(de)方(fāng)式运动(dòng)。但是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在(zài)星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的规模上，巨(jù)大的质量(liàng)之间会(huì)产生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要(yào)对(duì)现(xiàn)在的物(wù)理定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多人认(rèn)为暗(àn)物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙当中还有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的(de)其他(tā)的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹星(xīng)系团，由两(liǎng)个碰(pèng)撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的星团，它(tā)们大部分的普通质量都在(zài)星(xīng)系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所有这些气体所在的(de)中间区域(yù)。那么我们通过什么(me)来验证它的质(zhì)量区(qū)域到底是不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地看到很多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸产生了巨大(dà)的(de)形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了(le)什么问题，而是(shì)这样极遥远的(de)天体和我们(men)地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超(chāo)级巨大的天(tiān)体遮挡，这(zhè)个超大质量(liàng)的东西的(de)引力，会使(shǐ)身后环境污染有哪些方面，环境污染有哪些英语更(gèng)遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引(yǐn)力透镜效应(yīng)。这(zhè)个巨(jù)大的天(tiān)体可能是超大质量(liàng)的黑(hēi)洞或者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大质量区(qū)域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最好的解释(shì)方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质(zhì)量气体(tǐ)被(bèi)卡在了中间，暗物质(zhì)则直(zhí)接通过了(le)这个区域，并在两边形(xíng)成(chéng)了引力(lì)透镜。对子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质(zhì)存(cún)在的迄今为(wèi)止最好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除(chú)此(cǐ)之外，还有来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终(zhōng)于(yú)可以畅通无阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇宙当(dāng)中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之后，这些光在(zài)宇宙空间背景上(shàng)留下了各相(xiāng)同(tóng)性的微波辐射(shè)。其(qí)中(zhōng)红色的(de)部分表(biǎo)示温(wēn)度较高的区(qū)域(yù)，蓝色则表(biǎo)示(shì)相(xiāng)对较冷的区域，但实(shí)际上它们之间(jiān)的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过对前(qián)景(jǐng)背景分离后的二(èr)值图(tú)像(xiàng)进行连(lián)通域提取和(hé)标(biāo)记之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当中没(méi)有暗(àn)物质，图形看起来不(bù)应该是这样的，而(ér)随着暗物质(zhì)的增(zēng)加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们(men)需(xū)要的暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当中恒星运动所需要(yào)的(de)暗物(wù)质比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多(duō)不同的观测结果。而(ér)暗物质的(de)本质就是(shì)宇宙当中存(cún)在(zài)着(zhe)某种(zhǒng)类型的粒子(zi)，它们(men)不参(cān)与任(rèn)何(hé)其他的电磁作(zuò)用(yòng)，只通过引力(lì)来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到(dào)这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的(de)实(shí)际证据。这种粒(lì)子(zi)到底是什么？科(kē)学家(jiā)们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也(yě)不相同(tóng)。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻(xún)找这些看不见、摸不(bù)到，几乎(hū)不会与(yǔ)常规物质相互作(zuò)用(yòng)的(de)“暗物质”，科(kē)学家(jiā)们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿(kuàng)井当中，藏着地(dì)球上(shàng)最大(dà)的地学实验室，这个实(shí)验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观(guān)测到了(le)某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且(qiě)在20年当(dāng)中每年(nián)都是(shì)一(yī)样(yàng)。一些科学家认为这可能是人类(lèi)发现暗(àn)物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么(me)暗物质会产生周(zhōu)期性的(de)年度信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了(le)太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果(guǒ)暗(àn)物质存在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会(huì)产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所以有半年(nián)的(de)时间(jiān)，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方向与太(tài)阳环绕银河系(xì)的(de)方向(xiàng)是一致的，而另外半年(nián)则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的(de)时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并(bìng)不影响这个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释，研究人(rén)员们所观测到(dào)的周期(qī)性信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种年度(dù)周期(qī)信号的(de)差异也可(kě)能是温度(dù)、湿度(dù)、土(tǔ)壤中(zhōng)的水分(fēn)、高山上的积(jī)雪，甚至连意大(dà)利游客的(de)数量也符合这个周期的(de)规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科(kē)学家们又在南半球建(jiàn)立了(le)一(yī)个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室，这里的季(jì)节与之前(qián)的实验室(shì)正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗物质流的运动特征和第一(yī)个实验(yàn)室(shì)是一样的。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的非(fēi)常有力(lì)的证据了。但是由于(yú)这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法提供(gōng)相应(yīng)的(de)数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪(yí)器提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以(yǐ)待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研(yán)究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质存(cún)在，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞(dàn)生，或者说是生(shēng)命进化的一个重要因素。

如果这一理论(lùn)得(dé)到进一步的证实(shí)，那(nà)么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中的暗物质会不会(huì)意味着人类并(bìng)不孤单呢？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某(mǒu)个(gè)角落(luò)的行星上，暗物质正在(zài)通过这样(yàng)的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这(zhè)些(xiē)推论的大前(qián)提是要(yào)先找到暗物质存(cún)在(zài)的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们觉得(dé)暗物(wù)质(zhì)到底存(cún)不(bù)存在呢(ne)？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你的支持(chí)是(shì)我(wǒ)更新的动力！

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 环境污染有哪些方面，环境污染有哪些英语