宇(yǔ)宙是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何(hé)会(huì)存(cún)在(zài)科(kē)学(xué)无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是(shì)什么(me)？人(rén)类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物质存(cún)在的证据，科学(xué)家们在过去(qù)的几十年当中进行了超(chāo)过50次的长期(qī)实(shí)验(yàn)，但是却没(méi)有(yǒu)发现任何的有效(xiào)证据。除了一(yī)个(gè)地方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的(de)自然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动的规(guī)律(lǜ)。往后的几百年(nián)来，当(dāng)天文(wén)学家们(men)发现某些天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异常，不符合(hé)万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道，周围一(yī)定有未知(zhī)的天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过(guò)天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了(le)海王(wáng)星的存在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的发现都是(shì)应用万有引力定律所取得(dé)重大(dà)天(tiān)文成就(jiù)的例子。但是(shì)这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情(qíng)就(jiù)开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨(cí)兹威基(jī)正在研(yán)究和测量后发星系(xì)团的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数千个星系(xì)所组成的(de)巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结果(guǒ)一(yī)致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第一(yī)种是获得其"光度(dù)学的质量(liàng)"，需要的数据(jù)是测量各个星系的(de)光度。

第二(èr)种是动力学质量的计算，是(shì)利(lì)用光(guāng)谱红(hóng)移测量星(xīng)系团(tuán)中的各(gè)个星系相对于(yú)星(xīng)系(xì)团的(de)运动速度(dù)。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了(le)，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光(guāng)度学质量(liàng)”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可见(jiàn)光的形(xíng)式所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹(zī)威基发现星系(xì)团中很多(duō)星(xīng)系的速(sù)度比(bǐ)理论上要(yào)快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量(liàng)所产生的引力是无(wú)法(fǎ)将它(tā)们束缚在星系团内的，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系(xì)团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量(liàng)来源于某种隐形(xíng)的物(wù)质(zhì)。

据(jù)此，兹(zī)维基提出了这(zhè)样部(bù)分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只是当时的人们对这样(yàng)的(de)一种说法不(bù)屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离(lí)中心(xīn)越远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会(huì)越慢(màn)。但是他们观测的(de)结果(guǒ)却让人感到不(bù)可思议。

随着与中心距(jù)离的增加(jiā)，恒星的旋转速(sù)度几乎保(bǎo)持(chí)不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如(rú)果没有足够大的质(zhì)量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种现象，科学(xué)家们会使用一种相对标准的方法来(lái)解(jiě)释暗物(wù)质的存(cún)在，这(zhè)种方(fāng)法就是测量星系当中(zhōng)气体在(zài)X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出(chū)现(xiàn)异常的结(jié)果，就认为是由(yóu)暗物质的力量(liàng)进(jìn)入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素，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，太(tài)阳系位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进行计算(suàn)，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这个实际速(sù)度远远大(dà)于理论速(sù)度(dù)，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是(shì)存在着(zhe)一种我们看不到的物质，是(shì)这些暗物质(zhì)的引力(lì)效应(yīng)将(jiāng)星系聚(jù)集(jí)在了(le)一起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越来(lái)越多(duō)的研究人员开始相信暗物质的(de)存在(zài)。科学(xué)家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在(zài)星系当中(zhōng)暗物(wù)质的质量(liàng)占整(zhěng)个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是(shì)，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这(zhè)个现象(xiàng)的原(yuán)因。在(zài)一项(xiàng)新的(de)研究(jiū)当中，科学(xué)家们发现，几(jǐ)乎没有引力(lì)效应的遥(yáo)远恒星之间，也会(huì)出现速度上的微(wēi)小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还(hái)发(fā)现了一(yī)个(gè)反(fǎn)常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的(de)千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上，该星系必须存(cún)在(zài)暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个小时的(de)详细测量之(zhī)后，发(fā)现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动是(shì)可(kě)以用正常的(de)物质和力学定律来解释(shì)的。那么又(yòu)有人提出，也许该星系的暗物质，已经(jīng)被附(fù)近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任何星(xīng)系存在(zài)。造成这些现象(xiàng)的(de)除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种可能就是(shì)人(rén)类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能在不同(tóng)尺度空(kōng)间中的工作(zuò)方式是不同(tóng)的，这(zhè)意(yì)味着在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星(xīng)系和星(xīng)团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间(jiān)的相互(hù)作用则是(shì)不同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨(jù)大的(de)质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对(duì)现在的(de)物(wù)理定(dìng)律进(jìn)行修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当(dāng)中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引力透镜(jìng)”。

泽连斯基身高是多少 泽连斯基有政治头脑吗 data-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径(jìng)向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样的星团(tuán)，它们大部分(fēn)的(de)普通质(zhì)量都(dōu)在星系的(de)气体(tǐ)当(dāng)中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会导(dǎo)致(zhì)温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在(zài)理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于所有这些气体所在(zài)的中(zhōng)间区域(yù)。那(nà)么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区(qū)域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全(quán)彩的高清(qīng)照(zhào)片，在照(zhào)片(piàn)中我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产(chǎn)生了巨大(dà)的形变。其实这些星(xīng)系本身并(bìng)不(bù)是真(zhēn)的(de)被(bèi)扭曲了，也不是韦伯(bó)望(wàng)远镜出了(le)什么问题，而是(shì)这样极遥(yáo)远的天体和(hé)我们地球上的(de)观测者之间(jiān)。被一(yī)个质量超级巨大的天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大质量(liàng)的东西(xī)的引(yǐn)力，会使身后(hòu)更遥远星(xīng)系的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的(de)时候，发现它的(de)大(dà)质量(liàng)区域(yù)并(bìng)不是在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的解释(shì)方法就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的质量气(qì)体被(bèi)卡在(zài)了中间，暗(àn)物质则直接(jiē)通过了这个区(qū)域，并在两(liǎng)边(biān)形成了引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系团(tuán)的(de)引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜研究也(yě)被认为是暗物质(zhì)存在的(de)迄今为(wèi)止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光(guāng)终于可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了(le)。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景上留下了(le)各(gè)相同性(xìng)的微波(bō)辐射。其中红色的部分表示温度较高的(de)区域，蓝色(sè)则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但实(shí)际上(shàng)它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景分离后(hòu)的二值图像进(jìn)行连通(tōng)域提取(qǔ)和(hé)标记之(zhī)后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看(kàn)起来不(bù)应(yīng)该是这样的，而(ér)随着暗物质的增(zēng)加，一些峰(fēng)值的(de)幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙微(wēi)波(bō)背景(jǐng)辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质大约是普(pǔ)通物(wù)质的5倍。这个(gè)数字与解释(shì)星系当中恒星运动所需要(yào)的暗(àn)物质比例(lì)是一致(zhì)的。这就(jiù)意味着。

用了一(yī)个简单的(de)理论框(kuāng)架，就很好地(dì)解释了很多不(bù)同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型(xíng)的(de)粒子，它们(men)不参与任(rèn)何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存在(zài)，就(jiù)相当(dāng)于(yú)找(zhǎo)到(dào)了暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒(lì)子(zi)所(suǒ)需要的实验方式也不(bù)相(xiāng)同。在过(guò)去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进行了(le)超(chāo)过(guò)50次的实(shí)验(yàn)，却没有任何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上最大的(de)地学实(shí)验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声(shēng)称观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们(men)发现了一个有趣(qù)的事情。探(tàn)测率会(huì)在(zài)每年的(de)6月(yuè)份达到峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。泽连斯基身高是多少 泽连斯基有政治头脑吗一些科学家认(rèn)为这可(kě)能是(shì)人类发现暗物(wù)质的第一个直接(jiē)证(zhèng)据(jù)。

但是(shì)为什么暗物质(zhì)会(huì)产生(shēng)周期(qī)性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河系(xì)进行(xíng)移动(dòng)，那么如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这(zhè)意味着我(wǒ)们也在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质流(liú)，这个过程(chéng)中会产生(shēng)相应(yīng)的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方向是一致的，而另(lìng)外(wài)半年则与之(zhī)相反(fǎn)。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地(dì)球与(yǔ)太阳的(de)方(fāng)向(xiàng)正好达到完全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的(de)时段。而在(zài)11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对(duì)银河系的平面(miàn)呈现了(le)60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影响这个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来(lái)解(jiě)释，研究人员们(men)所观(guān)测到的周期(qī)性(xìng)信(xìn)号。当然也可(kě)能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的差异(yì)也(yě)可能是温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的(de)数量也符合(hé)这个(gè)周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半(bàn)球建立了一个几乎(hū)相同的(de)实验(yàn)室，这里的季(jì)节与之前的实验室正(zhèng)好相反(fǎn)，而在这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特征(zhēng)和第一个实(shí)验(yàn)室是一(yī)样的(de)。

因此，如(rú)果(guǒ)在(zài)这里可以得(dé)到相(xiāng)同的(de)信号(hào)，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成不久，所(suǒ)以截至(zhì)目前还无法(fǎ)提供(gōng)相(xiāng)应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望(wàng)远镜，这台太(tài)空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提(tí)供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质(zhì)背后的(de)奥秘，对(duì)于探测(cè)的(de)结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒(lì)子天(tiān)体物理中(zhōng)心(xīn)的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬(fēn)研究(jiū)发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥有另一种神秘(mì)的效(xiào)应，这种暗(àn)物质效(xiào)应，会(huì)支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进(jìn)化的(de)一个重(zhòng)要(yào)因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步(bù)的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味着人类并不孤(gū)单呢(ne)？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在通过(guò)这(zhè)样(yàng)的(de)效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到暗(àn)物质存在(zài)的实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你的支持(chí)是(shì)我更新的动力！

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