宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为何会存在科(kē)学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的(de)证(zhèng)据(jù)，科学家们在过(guò)去的几十年当(dāng)中进行了超(chāo)过50次的长期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学数(shù)学原理一(yī)书(shū)中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表(biǎo)了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当天文学(xué)家们发(fā)现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符(fú)合万(wàn)有引力定律的时候，他(tā)们就会(huì)知道，周围一定(dìng)有未(wèi)知的天体通(tōng)过(guò)引力在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的发(fā)现都是应用万有(yǒu)引力定律所取得重大天文成(chéng)就的例子。但是(shì)这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当我们上升到星(xīng)系(xì)或者是星团的尺(chǐ)度，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的物理(lǐ)学(xué)家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正在(zài)研究和测量(liàng)后发星系团的质量(liàng)。这是一个由数(shù)千个(gè)星系所组成的(de)巨大星系(xì)团，这(zhè)些(xiē)星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的质量一般会使用(yòng)到(dào)两种(zhǒng)方法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定其(qí)质(zhì)量的范围。

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

第二种(zhǒng)是动力学质量的(de)计算，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中的(de)各个星(xīng)系相(xiāng)对于星(xīng)系团的运动速度。当(dāng)测(cè)量结果出(chū)来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动(dòng)力(lì)学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座(zuò)星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的(de)质(zhì)量并不以可(kě)见光的形式所存在，我(wǒ)们(men)无法看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发(fā)现(xiàn)星系团中很多星(xīng)系(xì)的速(sù)度比理(lǐ)论上(shàng)要(yào)快得多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产(chǎn)生的(de)引(yǐn)力是无(wú)法将它们束缚在星系团(tuán)内的，它们早(zǎo)就应该(gāi)被抛(pāo)出星(xīng)系团(tuán)之外(wài)了，除非有一种神秘的力量(liàng)在起作用，这种力(lì)量来源(yuán)于(yú)某种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质(zhì)，它(tā)不(bù)发(fā)散光、吸光、反射光，但(dàn)是(shì)它们却占据(jù)着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分(fēn)的质量。只是当时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这(zhè)个(gè)词才再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特福特在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论上来说(shuō)，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨道上的运行速度就(jiù)会(huì)越慢(màn)。但是(shì)他们观测(cè)的(de)结果却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心(xīn)距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学家们会使用一(yī)种(zhǒng)相对标(biāo)准的方(fāng)法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星系当中气(qì)体在X轴上(shàng)距离星(xīng)系中心的(de)距离，以及(jí)在(zài)Y轴上(shàng)气(qì)体的(de)旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果，就认为是(shì)由暗物质的力量进入其中。

于是科学(xué)家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中心更远距(jù)离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例(lì)外(wài)，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三悬臂之上(shàng)，距离银(yín)河系中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进(jìn)行(xíng)计算，太阳系(xì)的运行速度(dù)应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千(qiān)米为党和人民的事业奋斗终身还是奋斗终生，奋斗终身还是奋斗终生的意思/秒的速(sù)度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实(shí)际(jì)速(sù)度(dù)远远大(dà)于(yú)理论速度，那么产生以上这(zhè)种向(xiàng)心加(jiā)速度(dù)的(de)原因(yīn)很(hěn)可能就是存在着(zhe)一种我们看不到的(de)物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的(de)引力效应将星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时(shí)开始，越来越(yuè)多的研究人员(yuán)开始(shǐ)相信暗物质(z为党和人民的事业奋斗终身还是奋斗终生，奋斗终身还是奋斗终生的意思hì)的存在。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速度(dù)，估算(suàn)在星(xīng)系(xì)当(dāng)中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质并不(bù)是唯一可以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因(yīn)。在一项新的(de)研究当中，科(kē)学家们(men)发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反常(cháng)的星系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系不(bù)多，但是星系当中存在(zài)的(de)恒星(xīng)数(shù)量却(què)只(zhǐ)有银河系(xì)的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行(xíng)了40个(gè)小时的(de)详细测(cè)量之后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动是可以用正常的物质(zhì)和力学定律来解(jiě)释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物(wù)质(zhì)，已(yǐ)经被(bèi)附近的另一个大星(xīng)系剥(bō)离(为党和人民的事业奋斗终身还是奋斗终生，奋斗终身还是奋斗终生的意思lí)了。奇怪(guài)的是，它的附近(jìn)没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外(wài)，另(lìng)一种可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力的理解(jiě)还(hái)不够全面(miàn)，引力很可(kě)能在不同尺度空间中(zhōng)的(de)工作方式是不(bù)同的，这意味着在行星系(xì)尺度中的(de)天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方(fāng)式运动。但是上(shàng)升到星系和星(xīng)团的尺度，引力(lì)之间的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的方式(shì)。对于在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的(de)概念，指(zhǐ)的是(shì)在数(shù)百(bǎi)万光(guāng)年的规模上，巨大(dà)的(de)质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这(zhè)意味着我(wǒ)们需要对现在的物理定(dìng)律进行修(xiū)正，这些发现也让很(hěn)多人认为(wèi)暗物质假说理论就此终结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质存在的(de)其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是(shì)蒙(méng)德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年的子(zi)弹星(xīng)系(xì)团，由两个(gè)碰撞的星(xīng)系团(tuán)所组(zǔ)成，类(lèi)似(shì)这样的星团，它们大部(bù)分(fēn)的普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际气(qì)体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低(dī)。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分的(de)质量将位于所有这些气(qì)体所在的中间区域(yù)。那么(me)我们通过(guò)什么来验证它的质(zhì)量区(qū)域到(dào)底是不(bù)是集(jí)中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清(qīng)照片，在照片中(zhōng)我们可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多(duō)星系似乎被(bèi)拉伸产生了(le)巨(jù)大的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦(wéi)伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一(yī)个质(zhì)量超级巨(jù)大的天体遮挡，这个超(chāo)大质量的东(dōng)西的引(yǐn)力，会(huì)使身后更(gèng)遥远星系(xì)的光都发生了(le)扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就是引力(lì)透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是(shì)暗物质(zhì)。

所以当人们对(duì)子弹星(xīng)系团观测的时候(hòu)，发现(xiàn)它的大(dà)质量区域并不是在(zài)中间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解释方法就是(shì)当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的(de)质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质(zhì)则(zé)直接通(tōng)过了(le)这(zhè)个(gè)区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜(jìng)研究(jiū)也被认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此之外，还有来自(zì)宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光终于可以畅通无阻地(dì)穿越在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留(liú)下了(le)各(gè)相同性的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相对较(jiào)冷的区域，但实际上它(tā)们之间的温差只有(yǒu)万(wàn)分之(zhī)一(yī)。

科学家们(men)通(tōng)过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二值图像进行(xíng)连通域提取和标记(jì)之(zhī)后发(fā)现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不(bù)应该是这样的，而随(suí)着暗物(wù)质(zhì)的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变(biàn)得(dé)看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的(de)测量值，我们需要(yào)的暗物质大(dà)约(yuē)是(shì)普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比(bǐ)例(lì)是一致的。这就(jiù)意味着。

用了(le)一个(gè)简单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗物质的本质就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参(cān)与任何其他(tā)的电(diàn)磁作(zuò)用，只(zhǐ)通(tōng)过引(yǐn)力(lì)来相互作用。所以如(rú)果能(néng)够找到这(zhè)种粒子的存在，就(jiù)相当于找到了暗物质存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在过(guò)去的几十年(nián)当中，人类为(wèi)了寻(xún)找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超(chāo)过50次(cì)的实验(yàn)，却(què)没有(yǒu)任何实(shí)质性的发现，除(chú)了一(yī)个(gè)地(dì)方，意大利(lì)的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球(qiú)上最(zuì)大(dà)的地(dì)学实验室，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(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里的科学家声(shēng)称(chēng)观测到(dào)了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们发现(xiàn)了一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测(cè)率会在每年的6月(yuè)份(fèn)达到(dào)峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家(jiā)认为这可能是人类(lèi)发现(xiàn)暗物质的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但(dàn)是为什(shén)么(me)暗物质会产(chǎn)生(shēng)周期性的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系(xì)进行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的(de)速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银(yín)河系(xì)的方向是(shì)一致的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的(de)时候(hòu)，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完全一致，这是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗(àn)物(wù)质流最快的(de)时段。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银河系的平面(miàn)呈现了60度的倾(qīng)斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释，研究(jiū)人员(yuán)们所(suǒ)观测到(dào)的(de)周(zhōu)期性信号。当然也(yě)可能有(yǒu)其(qí)他的(de)情况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期(qī)信号的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪，甚(shèn)至连意大利游(yóu)客的(de)数量也符合(hé)这(zhè)个周期(qī)的(de)规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这里的(de)季节与之前的实(shí)验(yàn)室正(zhèng)好相反，而在这(zhè)里(lǐ)，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特(tè)征和第一个(gè)实(shí)验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里可以得到(dào)相同的信号，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的(de)证据了。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至目(mù)前还无法提供(gōng)相应的(de)数据支持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷(léi)斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽视(shì)场仪器(qì)提供(gōng)的视野是(shì)哈(hā)勃(bó)红外(wài)仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一个关(guān)键的用途就是(shì)探索暗物质(zhì)背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的结(jié)果，我们(men)只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或(huò)者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进(jìn)一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的(de)暗(àn)物质(zhì)会不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上，暗物(wù)质正在通过(guò)这样的效应创造(zào)生命。当然，这(zhè)些推(tuī)论(lùn)的(de)大前提是(shì)要(yào)先找到(dào)暗物质(zhì)存在的实(shí)际(jì)证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质到底存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请点赞，你(nǐ)的(de)支持是我更新的动力！

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 为党和人民的事业奋斗终身还是奋斗终生，奋斗终身还是奋斗终生的意思