宇(yǔ)宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何(hé)会存在科学(xué)无法解(jiě)释的(de)“暗物质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟(jìng)是什(shén)么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗(àn)物质存(cún)在的证据，科学家(jiā)们在过子集是什么意思，非空真子集是什么意思去(qù)的几十年(nián)当中(zhōng)进行(xíng)了超(chāo)过50次(cì)的长期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出(chū)版的自(zì)然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中(zhōng)天体运(yùn)动的(de)规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)出现(xiàn)异常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的(de)天体通过引(yǐn)力在摄动它(tā)的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨(guǐ)道(dào)的(de)异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发(fā)现(xiàn)都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系(xì)统的尺度(dù)当(dāng)中，可当我们上升到(dào)星系或(huò)者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星系(xì)团的质量。这是(shì)一个由数(shù)千个星系所组成(chéng)的(de)巨大星系团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测(cè)量(liàng)星(xīng)系(xì)团的质量一般会使用到(dào)两种方法，当两种方(fāng)法(fǎ)结(jié)果一致，就可以确定(dìng)其(qí)质量(liàng)的(de)范围。

第一种是获(huò)得其(qí)"光(guāng)度学的(de)质(zhì)量"，需要的数(shù)据是测量各个(gè)星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质量(liàng)的计算，是(shì)利(lì)用光谱红移测量(liàng)星系团(tuán)中(zhōng)的各个(gè)星系相对于星系(xì)团的运(yùn)动速(sù)度。当测量(liàng)结果出来(lái)之后，兹(zī)威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着，后发(fā)座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可见光的形式(shì)所(suǒ)存在(zài)，我们无法看到(dào)。最诡异(yì)的是，在测量速度的(de)过(guò)程中，兹威基发现星系团中很多星系的(de)速(sù)度比理论(lùn)上要快(kuài)得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生的引力是(shì)无法将它们束(shù)缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们(men)早(zǎo)就应(yīng)该被(bèi)抛(pāo)出星系团(tuán)之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力(lì)量在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基(jī)提出了这样(yàng)部分不可见的(de)暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据(jù)着宇宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质(zhì)量。只是(shì)当时的人们(men)对(duì)这(zhè)样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特(tè)福(fú)特(tè)在观测仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理(lǐ)论上来(lái)说，距离中(zhōng)心越远的(de)恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让(ràng)人感到不可(kě)思议(yì)。

随着与中心(xīn)距离的(de)增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度(dù)几(jǐ)乎保持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿的(de)万有引力定律，在星系当(dāng)中如(rú)果没有足够大的质量来(lái)吸引(yǐn)它们，这(zhè)些外围的恒(héng)星早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于(yú)这(zhè)种现象，科学(xué)家们会使(shǐ)用一种相对标准(zhǔn)的方(fāng)法(fǎ)来(lái)解释暗物质(zhì)的存在(zài)，这种方法就(jiù)是测量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上(shàng)距(jù)离星系中(zhōng)心的(de)距离，以及在Y轴上(shàng)气体的(de)旋转速度。如果出(chū)现(xiàn)异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗(àn)物质(zhì)的(de)力量进(jìn)入其中。

于是(shì)科学家们(men)通过(guò)射电望远镜测量了距离(lí)星系中心更(gèng)远距离的氢元(yuán)素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度(dù)并(bìng)不(bù)符合牛顿(dùn)的力学定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳系也不(bù)例外，太阳系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进行计算，太阳系的运(yùn)行速(sù)度应该(gāi)是160千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际(jì)上(shàng)，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生(shēng)以上这种向心(xīn)加速(sù)度的原因(yīn)很可能就是存(cún)在着一种我们看不(bù)到的物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集(jí)在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的(de)研究(jiū)人员(yuán)开(kāi)始相信暗物质的(de)存(cún)在(zài)。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的(de)质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一(yī)可以解释这个(gè)现象的原(yuán)因。在一项新的(de)研究当中，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没(méi)有(yǒu)引力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出(chū)现速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还(hái)发现(xiàn)了(le)一(yī)个(gè)反(fǎn)常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银(yín)河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存(cún)在暗(àn)物质，否则子集是什么意思，非空真子集是什么意思(zé)就会分崩(bēng)离(lí)析(xī)。但是(shì)科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时(shí)的(de)详细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是可以(yǐ)用(yòng)正常(cháng)的物质和力学定律来解(jiě)释的。那么又有(yǒu)人提出(chū)，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另(lìng)一(yī)个大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近(jìn)没有任何星系存在(zài)。造(zào)成这些现象的(de)除了(le)暗物质的(de)假说(shuō)之外，另一种可能就是人类对引力的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引力很可能(néng)在不同尺(chǐ)度空(kōng)间中(zhōng)的工作方式是不同的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按(àn)照(zhào)我们所理(lǐ)解(jiě)的方(fāng)式运动。但是上升到星系和星(xīng)团的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互作用则是不同的方(fāng)式(shì)。对(duì)于在星系团之间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的是在数(shù)百(bǎi)万光年(nián)的(de)规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的(de)效果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意(yì)味着我们需要对(duì)现在的物(wù)理(lǐ)定律进行修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物(wù)质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中还(hái)有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德(dé)理论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个碰撞的(de)星系团所组成，类(lèi)似这(zhè)样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气(qì)体(tǐ)当中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发(fā)生碰撞的(de)时候，星际气(qì)体的相互作(zuò)用就会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在理(lǐ)论上，在(zài)碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这些气体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来验证它的(de)质量区(qū)域到底是(shì)不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的(de)高清照(zhào)片，在照片(piàn)中我们可以明(míng)显地看到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的形变(biàn)。其(qí)实这些星(xīng)系(xì)本(běn)身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的观(guān)测(cè)者之(zhī)间。被一个(gè)质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东(dōng)西的引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远(yuǎn)星(xīng)系的光都(dōu)发生(shēng)了扭曲(qū)。这(zhè)个现象(xiàng)就是(shì)引力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨大(dà)的(de)天体可能是超大质量的(de)黑洞或(huò)者是暗(àn)物(wù)质。

所以当人们(men)对(duì)子弹星系(xì)团(tuán)观测的时候，发现它(tā)的大质量区域(yù)并不是在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧(cè)。所(suǒ)以最好的(de)解释方法就是(shì)当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观(guān)测到的质(zhì)量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则直(zhí)接通过了这个区(qū)域，并在两(liǎng)边形(xíng)成(chéng)了引(yǐn)力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研究也被认(rèn)为是暗物质(zhì)存在的迄今(jīn)为止最好的(de)理论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以(yǐ)畅(chàng)通(tōng)无(wú)阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇宙当中了。经过(guò)了130多(duō)亿年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙空间背景上留下(xià)了各(gè)相同性的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际(jì)上它们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离(lí)后的二值(zhí)图像进行连通域提(tí)取和标记(jì)之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应(yīng)该是(shì)这样的，而随着暗(àn)物质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是(shì)普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中(zhōng)恒星运动所需要(yào)的暗(àn)物质比例是一(yī)致的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释(shì)了很多不同(tóng)的观(guān)测(cè)结果。而(ér)暗物质的本(běn)质就是宇宙当(dāng)中存在(zài)着(zhe)某(mǒu)种类型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任何其他(tā)的电(diàn)磁作用，只通(tōng)过引(yǐn)力(lì)来相互作用。所以如(rú)果能够找到这(zhè)种粒(lì)子的存在，就相当于找到了暗物(wù)质存(cún)在(zài)的实际(jì)证(zhèng)据。这种粒子(zi)到(dào)底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假想目标，而要(yào)寻找这(zhè)些(xiē)不(bù)同的(de)目标粒子所需要(yào)的实验(yàn)方式也不相同。在过(guò)去的几十年当中，人(rén)子集是什么意思，非空真子集是什么意思类为了寻找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的(de)实(shí)验，却(què)没(méi)有任何实质性的发现，除(chú)了一个(gè)地方，意大利(lì)的格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物(wù)质(zhì)粒(lì)子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里(lǐ)的科学(xué)家声称观测到了某种信号(hào)。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年(nián)当中每(měi)年都是一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这可能是人类发现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们讲了太(tài)阳(yáng)系(xì)正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河(hé)系(xì)进(jìn)行移动，那么如果暗物质(zhì)存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着我(wǒ)们(men)也在以这样(yàng)的速度(dù)在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡(dàng)，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度(dù)围(wéi)绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方(fāng)向(xiàng)与太阳环(huán)绕(rào)银河系的(de)方向是(shì)一致的，而另(lìng)外(wài)半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太(tài)阳的方向(xiàng)正好达(dá)到(dào)完全一(yī)致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质(zhì)流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳(yáng)系(xì)相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不(bù)影(yǐng)响这(zhè)个(gè)理论的有效性(xìng)。

因此科(kē)学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所(suǒ)观(guān)测到(dào)的周期性(xìng)信号。当(dāng)然也(yě)可能有其(qí)他的(de)情况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期信号的差异也(yě)可(kě)能是(shì)温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利游客的数量也符合(hé)这个周期的(de)规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与之前的实验室正好(hǎo)相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此，如(rú)果(guǒ)在这里可(kě)以得到(dào)相同的信号，就可以成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目(mù)前(qián)还无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台(tái)太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主(zhǔ)镜(jìng)大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈(hā)勃(bó)红(hóng)外仪器(qì)的(de)100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远镜其中(zhōng)一(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探(tàn)测(cè)的结(jié)果，我们只能拭目以待了。费米实验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯特芬研究(jiū)发(fā)现，如(rú)果暗物质存在，它(tā)们极有可(kě)能拥有另一(yī)种神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生，或者说是(shì)生命进(jìn)化的一个重要因(yīn)素。

如果这(zhè)一理论(lùn)得(dé)到进(jìn)一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意味着(zhe)人类并(bìng)不孤单(dān)呢？或许(xǔ)在(zài)宇(yǔ)宙当中某个(gè)角(jiǎo)落的行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然(rán)，这(zhè)些推论的大(dà)前(qián)提是要(yào)先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物(wù)质到底存不(bù)存在呢？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你的(de)支持是我更新(xīn)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 子集是什么意思，非空真子集是什么意思