宇(yǔ)宙是“人为制(zhì)造”的？为何会存在科学无(wú)法(fǎ)解释的(de)“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过(guò)去的几十(shí)年当中进行了(le)超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学(xué)原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表了(le)万有引力(lì)定(dìng)律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往(wǎng)后(hòu)的几百年来，当天(tiān)文学家们(men)发现某些天体运行(xíng)轨道出现异(yì)常，不符合万有引力(lì)定律(lǜ)的(de)时候，他们就(jiù)会知道，周围一定有未(wèi)知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄动它的(de)轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发(fā)现(xiàn)都是应用万有引力(lì)定(dìng)律所取得重大天文成就的(de)例子。但是这些发(fā)现(xiàn)都(dōu)是在恒(héng)星系统的尺度当中，可(kě)当我们上(shàng)升到星系(xì)或者是星(xīng)团(tuán)的尺度(dù)，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的(de)物(wù)理(lǐ)学家弗里茨(cí)兹(zī)威基正在研(yán)究和测量后发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千个星(xīng)系(xì)所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种(zhǒng)方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以确定其质量(liàng)的范(fàn)围(wéi)。

第(dì)一种是(shì)获得其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力(lì)学质(zhì)量(liàng)的计算，是(shì)利用光谱红(hóng)移测量星系团中(zhōng)的各(gè)个星系(xì)相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的质量消失了，或(huò)者说这99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见光的形(xíng)式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基(jī)发(fā)现星系团中很多星系的速度比理论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量(liàng)所产生(shēng)的(de)引力是(shì)无(wú)法将它们(men)束缚(fù)在星系团内的，它(tā)们早(zǎo)就应该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的(de)物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提(tí)出了这样(yàng)部分不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不(bù)发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人(rén)们对这样(yàng)的一种说法(fǎ)不屑一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物(wù)质”这个硅酸铝针刺毯两公分厚是多长的 硅酸铝针刺毯有害吗(gè)词才(cái)再一次出现。天(tiān)文(wén)学(xué)家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会(huì)越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星(xīng)的(de)旋转速度几乎(hū)保持(chí)不变。可是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律(lǜ)，在星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质量(liàng)来吸引它们(men)，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了(le)。基(jī)于这种现象，科学家们(men)会(huì)使用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测(cè)量星系(xì)当中气体(tǐ)在X轴上距离星系(xì)中心的距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现异(yì)常(cháng)的结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量(liàng)进(jìn)入(rù)其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距离星(xīng)系(xì)中心更远距(jù)离的氢元素，发现它(tā)们(men)的旋转速(sù)度并不符(fú)合牛顿的(de)力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计(jì)算(suàn)，太阳系的运行速(sù)度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这(zhè)个实(shí)际速度远远大于(yú)理论速度，那么产生以(yǐ)上这种向心加(jiā)速(sù)度的原因(yīn)很(hěn)可能就(jiù)是存在(zài)着一种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集在(zài)了一起(qǐ)。

也是从这时开(kāi)始，越(yuè)来越多(duō)的研究人员(yuán)开始(shǐ)相信暗物质的存在(zài)。科学家根据星系外(wài)恒星(xīng)轨道的速度，估算在(zài)星系当中暗物质的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释(shì)这个(gè)现象的原因。在一项新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎(hū)没(méi)有引(yǐn)力效(xiào)应(yīng)的(de)遥远恒星之间，也会出(chū)现速度上的(de)微(wēi)小差(chà)异(yì)。另外(wài)，天文学家(jiā)还发(fā)现了一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大(dà)小(xiǎo)和银河系(xì)不(bù)多，但是星系当中存在(zài)的(de)恒(héng)星数(shù)量却只(zhǐ)有银(yín)河系(xì)的(de)千分之一。

所(suǒ)以在理论(lùn)上(shàng)，该星系必须(xū)存在暗(àn)物质，否(fǒu)则就会分崩(bēng)离析。但是科学家们(men)使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒(héng)星运动是(shì)可以用正常(cháng)的(de)物(wù)质和力(lì)学定律(lǜ)来(lái)解(jiě)释(shì)的。那么又有人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另一个大星(xīng)系(xì)剥离(lí)了(le)。奇(qí)怪(guài)的(de)是，它的附(fù)近没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说(shuō)之外，另一种可能就是人(rén)类(lèi)对引力(lì)的理(lǐ)解(jiě)还不(bù)够全面，引力很可能在不(bù)同尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方式是(shì)不同的，这意(yì)味(wèi)着在(zài)行星系尺度中的(de)天体会沿着它们(men)的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所(suǒ)理(lǐ)解的(de)方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团(tuán)的(de)尺度，引力之间(jiān)的相互(hù)作用则是不同(tóng)的方(fāng)式。对于在星系团之间(jiān)的相互作用，科学家还引入(rù)了外部(bù)场(chǎng)效应的概(gài)念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年(nián)的规模(mó)上(shàng)，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会产生对彼此(cǐ)特殊的(de)效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需(xū)要对(duì)现在的物理定律进行(xíng)修正，这些(xiē)发现(xiàn)也让很多人认(rèn)为(wèi)暗物质(zhì)假说理论(lùn)就此(cǐ)终结。但(dàn)是(shì)在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关于暗(àn)物质存在(zài)的其(qí)他的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没(méi)法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气体(tǐ)当(dāng)中。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互(hù)作用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在(zài)理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后，子弹(dàn)星(xīng)系团大部分的质量将位于所有这些气体所在的(de)中间区域。那么(me)我们通过什(shén)么来(lái)验证它的(de)质量区域(yù)到底是不是集(jí)中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的(de)高清照(zhào)片，在(zài)照片中(zhōng)我们可以明显地看到(dào)很(hěn)多星系似乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实(shí)这些星系本身并(bìng)不(bù)是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极遥远的天体(tǐ)和我们地球上(shàng)的观测(cè)者(zhě)之间。被一(yī)个质量(liàng)超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引(yǐn)力，会使身(shēn)后更遥远星系的光都(dōu)发(fā)生了(le)扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效(xiào)应(yīng)。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是(shì)暗(àn)物(wù)质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的(de)时候，发(fā)现它的大质量区域(yù)并(bìng)不是在中间(jiān)，而是在(zài)两侧。所以最好(hǎo)的解(jiě)释方法(fǎ)就是(shì)当星(xīng)团(tuán)发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系(xì)团的引力(lì)透镜研究也被认(rèn)为是暗(àn)物质(zhì)存在的(de)迄今(jīn)为止(zhǐ)最(zuì)好的理论证据。

硅酸铝针刺毯两公分厚是多长的 硅酸铝针刺毯有害吗o="0.5929919137466307" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除(chú)此(cǐ)之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见(jiàn)光(guāng)终于(yú)可以畅(chàng)通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿(yì)年(nián)之后(hòu)，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背景上留下了(le)各相同性的微(wēi)波辐(fú)射。其中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较(jiào)高的区域(yù)，蓝色则表示(shì)相对较冷的区(qū)域(yù)，但实际上(shàng)它(tā)们之间的温差只有万分之一。

科学家们(men)通过对前(qián)景背(bèi)景分(fēn)离(lí)后的二值图像进行连(lián)通域提取和标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有(yǒu)暗(àn)物质，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随(suí)着暗(àn)物质的(de)增加，一些峰值的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐(xié)”。为(wèi)了(le)匹配宇宙微波背景(jǐng)辐(fú)射的测(cè)量值，我们(men)需要(yào)的暗(àn)物质大约是(shì)普通(tōng)物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒星(xīng)运动所需要(yào)的暗物质比例是一致的(de)。这就意味着。

用了(le)一(yī)个(gè)简单的理论(lùn)框架，就很好(hǎo)地解释了(le)很多不同的观测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们(men)不参与任何其他(tā)的电磁作用，只通过引力(lì)来相互作用。所以如果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒(lì)子的(de)存(cún)在(zài)，就相(xiāng)当(dāng)于(yú)找(zhǎo)到了暗物质存在的实(shí)际证据。这种粒(lì)子到底是什(shén)么？科学(xué)家们已(yǐ)经提(tí)出了(le)数(shù)十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找这些不(bù)同的(de)目标粒子所需要(yào)的实验(yàn)方式也不(bù)相同。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类为了寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会(huì)与常规物质(zhì)相互作用的“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除了一(yī)个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当中，藏着地(dì)球(qiú)上(shàng)最大的(de)地学实验(yàn)室(shì)，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒(lì)子的周(zhōu)期性(xìng)震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学(xué)家声(shēng)称观测到了某种信(xìn)号。经过(guò)了20多年的数(shù)据收集，人(rén)们发现了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的(de)6月份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物质的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性的年度信(xìn)号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系进(jìn)行移(yí)动，那么如(rú)果暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以(yǐ)这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着暗物质(zhì)流(liú)，这个(gè)过(guò)程(chéng)中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕(rào)太(tài)阳的方向(xiàng)与(yǔ)太(tài)阳环绕银河系(xì)的方向是一(yī)致的，而另外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管(guǎn)在实(shí)际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度(dù)的(de)倾斜，但是(shì)这并不影响这个理(lǐ)论(lùn)的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员们所观测到的(de)周期性(xìng)信(xìn)号。当然(rán)也(yě)可能(néng)有其他的情(qíng)况，造成这种年度周期信(xìn)号的差(chà)异也可能是温度、湿(shī)度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南(nán)半球建立(lì)了(le)一个几乎相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反(fǎn)，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特(tè)征和(hé)第一个实验室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里可(kě)以(yǐ)得(dé)到相同的(de)信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物(wù)质(zhì)所(suǒ)存在(zài)的非常有力的证(zhèng)据了。但(dàn)是由于这个(gè)实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提(tí)供(gōng)相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一(yī)台新的望远镜，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽(kuān)视场仪器提供的视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一(yī)个关键的用途(tú)就是探(tàn)索暗(àn)物(wù)质背后的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学家丹(dān)琥珀和贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如果暗物质存在(zài)，它(tā)们极有(yǒu)可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这种暗(àn)物质效应，会支(zhī)持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个(gè)重要(yào)因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步(bù)的证实，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物(wù)质会不(bù)会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通(tōng)过这(zhè)样的效应创造生(shēng)命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的大前(qián)提是要先(xiān)找到暗物质存在的(de)实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗(àn)物质到底存(cún)不存(cún)在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我更新的(de)动力(lì)！

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