宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什(shén)么(me)？人类为了寻找暗物质存在的(de)证据，科学家(jiā)们在过去的几十年(nián)当中进行(xíng)了超过50次的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在(zài)1687年出版的自(zì)然哲学数学原理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文学家们(men)发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异(yì)常，不符合(hé)万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知(zhī)道(dào)，周(zhōu)围(wéi)一(yī)定有(yǒu)未(wèi)知的天体通(tōng)过引力(lì)在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨道(dào)的异常(cháng)，推算并且发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应用(yòng)万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得重大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这(zhè)些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当我(wǒ)们上升到星系或者(zhě)是星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物(wù)理学家(jiā)弗里茨兹(zī)威基正在研究(jiū)和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个(gè)由(yóu)数(shù)千个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力(lì)束(shù)缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会(huì)使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其质量的(de)范围(wéi)。

第一(yī)种是(shì)获(huò)得其"光度学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是(shì)测(cè)量各个星系的光度。

第二种是(shì)动力学(xué)质(zhì)量(liàng)的计算，是利(lì)用光谱红移(yí)测(cè)量星系团中的各个星系相对于星系(xì)团的(de)运动速度。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹(zī)威(wēi)基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然(rán)是(shì)“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不(bù)以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基(jī)发(fā)现(xiàn)星系团中很(hěn)多(duō)星系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要快(kuài)得(dé)多(duō)，按(àn)照牛(niú)顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量(liàng)所产生的引(yǐn)力是无法将它们束(shù)缚在星系团(tuán)内的(de)，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用(yòng)，这种力量来源(yuán)于某(mǒu)种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们(men)却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样(yàng)的一种说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质(zhì)”这(zhè)个(gè)词才再一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中的恒星(xīn一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖g)运动。理(lǐ)论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度(dù)就会越慢。但是他们观测的(de)结果却让人感到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心距(jù)离的增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律(lǜ)，在星系(xì)当中如果没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就(jiù)是测量星系(xì)当(dāng)中气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是(shì)由暗物质的力量(liàng)进(jìn)入其中。

于是科(kē)学家们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了(le)距离星系(xì)中(zhōng)心更远距(jù)离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系(xì)位于银(yín)河系的第三悬臂(bì)之上(shàng)，距(jù)离银河系(xì)中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系的运行速度(dù)应(yīng)该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速(sù)度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于(yú)理论(lùn)速度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就是(shì)存在着一(yī)种我(wǒ)们看不(bù)到(dào)的物质，是(shì)这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开(kāi)始相(xiāng)信(xìn)暗物(wù)质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据(jù)星系外(wài)恒(héng)星轨道的速度，估算(suàn)在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的(de)质量占整(zhěng)个星系(xì)质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个(gè)现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现(xiàn)，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的遥(yáo)远恒星之间，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了一个反常的(de)星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地(dì)球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星(xīng)系(xì)当中存在的恒星数量却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须存(cún)在暗(àn)物(wù)质(zhì)，否(fǒu)则(zé)就会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细测(cè)量之后(hòu)，发现星(xīng)系(xì)中的恒星运(yùn)动是可以用正常的物(wù)质和(hé)力学定律来(lái)解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附(fù)近(jìn)的另一个大星系剥(bō)离了。奇(qí)怪的是(shì)，它(tā)的(de)附近没有任(rèn)何(hé)星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能就是人类(lèi)对引力的理解(jiě)还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星系(xì)尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是(shì)上升到星系和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互(hù)作用则(zé)是不同的方式(shì)。对于在星系团(tuán)之间的相互(hù)作用(yòng)，科学家还引入(rù)了(le)外部(bù)场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数(shù)百万光年的规(guī)模(mó)上，巨(jù)大的质量(liàng)之(zhī)间(jiān)会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这(zhè)意味着我们(men)需要对现在的物理定律(lǜ)进行(xíng)修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很多人认为(wèi)暗物质(zhì)假(jiǎ)说(shuō)理论就(jiù)此终结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在(zài)的其他的(de)理论证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没(méi)法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星(xīng)系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部分(fēn)的普(pǔ)通质量都(dōu)在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时候，星际(jì)气(qì)体的相(xiāng)互作用就(jiù)会(huì)导(dǎo)致温度的(de)急剧升(shēng)高，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹(dàn)星系团大(dà)部分(fēn)的(de)质量(liàng)将位(wèi)于所(suǒ)有(yǒu)这些气体(tǐ)所在的中间区(qū)域(yù)。那么我们(men)通过什么(me)来验证它的质量区域(yù)到(dào)底(dǐ)是(shì)不是集(jí)中在(zài)中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可(kě)以(yǐ)明显地看到很(hěn)多(duō)星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的(de)形变。其(qí)实(shí)这些(xiē)星系(xì)本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯(bó)望远镜出了(le)什(shén)么问题，而是这样极遥远的天体(tǐ)和我们(men)地(dì)球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲(qū)。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)超大质量(liàng)的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测的时(shí)候，发现它的(de)大质量区域并不(bù)是(shì)在中间，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最(zuì)好(hǎo)的(de)解释方法(fǎ)就是当(dāng)星团发生全(quán)部的(de)碰(pèng)撞(zhuàng)时(shí)，可被(bèi)观测(cè)到(dào)的质量(liàng)气体(tǐ)被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力透镜。对(duì)子弹星系(xì)团的(de)引力透镜研究也(yě)被认为是暗物(wù)质存(cún)在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还有来(lái)自(zì)宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上留(liú)下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷的(de)区域，但实际上它们之(zhī)间的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一。

科(kē)学(xué)家们通(tōng)过对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值图(tú)像(xiàng)进行(xíng)连通域(yù)提(tí)取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来不(bù)应该是这样的，而(ér)随着(zhe)暗物质(zhì)的增(zēng)加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的(de)测量值，我们需要(yào)的暗(àn)物质大约是普(pǔ)通物质的(de)5倍(bèi)。这个数字与(yǔ)解释星(xīng)系当(dāng)中恒星运动所需(xū)要的暗物质(zhì)比例(lì)是一致的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用了(le)一个简单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多(duō)不同的观(guān)测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它(tā)们(men)不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通(tōng)过引(yǐn)力来相互作(zuò)用(yòng)。所以如果能够(gòu)找到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相当于找到(dào)了暗(àn)物质存在(zài)的(de)实际证据(jù)。这种粒(lì)子到(dào)底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些不同(tóng)的目标粒子所需要的实(shí)验方式也不(bù)相同。在过去的几十(shí)年当中，人类为了(le)寻找这(zhè)些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物(wù)质相互(hù)作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次的(de)实(shí)验(yàn)，却(què)没有任何实质性(xìng)的发现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰(lán)萨索(suǒ)山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年(nián)以(yǐ)来，这里(lǐ)的科学家声称观(guān)测到了某(mǒu)种信(xìn)号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测(cè)率(lǜ)会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然(rán)后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每(měi)年都是一样。一些科学家认(rèn)为这(zhè)可能是人类发现暗物质的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为什么(me)暗物质会产生周期性的年度(dù)信(xìn)号呢(ne)？刚(gāng)才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着(zhe)银河系进行移(yí)动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以(yǐ)这样的(de)速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同(tóng)时(shí)地球又(yòu)以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银(yín)河系的方(fāng)向是一致的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份(fèn)的时候(hòu)，地球(qiú)与太(tài)阳的方向正好达(dá)到(dào)完全(quán)一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流最(zuì)快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际(jì)的情况中，太阳系相对银河(hé)系(xì)的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是(shì)这并不影响这个(gè)理论的有效一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖(xiào)性。

因(yīn)此科学(xué)家认为这可以用来解释(shì)，研究人员们所观(guān)测到的(de)周期性信号。当然也可(kě)能有其他的(de)情(qíng)况，造成这(zhè)种年(nián)度周期信号的差(chà)异(yì)也(yě)可能是温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤(rǎng)中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连意大利游(yóu)客(kè)的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南半球建立了(le)一(yī)个几(jǐ)乎相同的实验室，这里的季(jì)节与之前(qián)的实验室(shì)正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的(de)运动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这里可以得到相(xiāng)同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证据了。但是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据(jù)支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提(tí)供(gōng)的视(shì)野是哈勃(bó)红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测(cè)的(de)结(jié)果(guǒ)，我们只能拭(shì)目(mù)以待了(le)。费米实验室粒子天体(tǐ)物(wù)理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖斯特芬研究(jiū)发(fā)现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的(de)暗(àn)物质会不(bù)会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个(gè)角落(luò)的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然(rán)，这些推(tuī)论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更(gèng)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 一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖