宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会存在(zài)科学无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科(kē)学(xué)家们在过去(qù)的(de)几十年(nián)当中进行了超过50次的(de)长期实验，但是却没有(yǒu)发(fā)现任(rèn)何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了(le)一(yī)个地(dì)方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力(lì)定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往后(hòu)的(de)几百年来，当天(tiān)文学家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们(men)就会知(zhī)道，周围一(yī)定有未知的天体通过引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了(le)海王(wáng)星的(de)存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥王星的(de)发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力定律所取得(dé)重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我们上升到星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开始变得(dé)诡(guǐ)异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正(zhèng)在(zài)研究(jiū)和(hé)测量(liàng)后(hòu)发(fā)星(xīng)系团的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数(shù)千个星(xīng)系所组(zǔ)成的(de)巨大星(xīng)系团，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测(cè)量星(xīng)系(xì)团(tuán)的(de)质量一般会使用到两种方(fāng)法，当两种方法结果一致，就可以确(què)定其(qí)质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需(xū)要的数(shù)据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计(jì)算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移(yí)测量(liàng)星系团(tuán)中的各个星系相对于(yú)星系团的运动速(sù)度(dù)。当测量(liàng)结果出来之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光(guāng)度学质(zhì)量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团(tuán)有99%的质量(liàng)消失了，或(huò)者说这(zhè)99%的质(zhì)量(liàng)并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质(zhì)量所产生的引(yǐn)力是(shì)无(wú)法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早(zǎo)就(jiù)应(yīng)该被抛出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的(de)力量在起作用，这(zhè)种力量(liàng)来(lái)源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样(yàng)部分不(bù)可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是(shì)它们(men)却(què)占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当时(shí)的人(rén)们对这样(yàng)的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再一(yī)次出现。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特福特在观测仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒星运(yùn)动(dòng)。理(lǐ)论上来(lái)说，距离中心(xīn)越远的(de)恒星在(zài)其(qí)轨道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们(men)观测的结果却让人感到不(bù)可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距(jù)离的增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速(sù)度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够大的(de)质量来(lái)吸引它(tā)们，这些外(wài)围(wéi)的恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在(zài)，这种方(fāng)法就是测量(liàng)星(xīng)系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离(lí)，以及在Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转速度(dù)。如果出(chū)现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力量(liàng)进(jìn)入(rù)其中。

于是科学家们通过射电望(wàng)远镜(jìng)测(cè)量了距离星系中(zhōng)心更远距离的风雨兼程下一句是什么持之以恒意思，风雨兼程下一句是什么这一生氢元素，发现它们的旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)并(bìng)不符(fú)合牛顿(dùn)的力学(xué)定律。我们的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之(zhī)上，距(jù)离银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引(yǐn)力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运(yùn)行速度应(yīng)该是160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕银河(hé)系旋转，这个实际(jì)速度远远大于理论速(sù)度(dù)，那么产(chǎn)生以上(shàng)这(zhè)种向心加速度的原因(yīn)很可能就是存(cún)在着(zhe)一种(zhǒng)我们(men)看不到(dào)的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将(jiāng)星系(xì)聚(jù)集在(zài)了一起。

也(yě)是从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信暗物质的存(cún)在。科(kē)学家根据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以(yǐ)解释(shì)这个(gè)现象的原因。在一项(xiàng)新的(de)研究当中(zhōng)，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星(xīng)之(zhī)间，也会(huì)出现速度上的(de)微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒(héng)星数量却只有银河系的(de)千分之(zhī)一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存(cún)在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们(men)使用最先进(jìn)的望远镜对其进(jìn)行了(le)40个(gè)小时的详细测量之(zhī)后，发(fā)现星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用正常(cháng)的物质和力学(xué)定(dìng)律来解释的(de)。那么又有(yǒu)人提出，也(yě)许该星系的(de)暗物(wù)质，已经被(bèi)附近的另(lìng)一(yī)个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没(méi)有任何(hé)星(xīng)系存在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗物质的(de)假说之外，另一种可能就是人类对引力(lì)的(de)理(lǐ)解(jiě)还不(bù)够全面，引(yǐn)力(lì)很可(kě)能在不同尺度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着在行星系(xì)尺度(dù)中的(de)天体(tǐ)会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们(men)所理解的方式运动。但是(shì)上升到星系(xì)和(hé)星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作(zu风雨兼程下一句是什么持之以恒意思，风雨兼程下一句是什么这一生ò)用则是不(bù)同的(de)方式。对于在星系团之间的相互(hù)作用，科学家还引入了(le)外部场效应的概念，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质量之(zhī)间(jiān)会产(chǎn)生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要(yào)对现在(zài)的物理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于暗物质(zhì)存在的其他(tā)的理论证据(jù)，这些理论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距(jù)离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大部(bù)分(fēn)的普通质量都在星系的气体(tǐ)当中。当星(xīng)团以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子(zi)弹星(xīng)系团大部分(fēn)的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什(shén)么来验证它的质(zhì)量区域到底是不(bù)是集中在(zài)中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜(jìng)传回了(le)宇宙当中第(dì)一张(zhāng)全(quán)彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以明显(xiǎn)地看到很多星系似(shì)乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星(xīng)系本身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么(me)问题，而是这样极遥远(yuǎn)的(de)天体和我们(men)地球上的观测(cè)者之间。被一个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质量的东(dōng)西的引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超大质量的(de)黑洞(dòng)或者是(shì)暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的(de)时候，发现(xiàn)它的大质量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法(fǎ)就(jiù)是(shì)当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了(le)中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这(zhè)个区(qū)域，并(bìng)在(zài)两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在的(de)迄今为止最好的(de)理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见(jiàn)光终(zhōng)于(yú)可(kě)以畅通无阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上留下了各相同性(xìng)的(de)微(wēi)波(bō)辐射。其中(zhōng)红色(sè)的部分(fēn)表示温度(dù)较高(gāo)的(de)区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的(de)区域，但(dàn)实际上(shàng)它们之间的温差只有万分之一。

科(kē)学(xué)家们通过对前景背(bèi)景分(fēn)离后的(de)二值图(tú)像进行连通域(yù)提取和(hé)标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起来不应(yīng)该是(shì)这样(yàng)的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度(dù)会(huì)减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的(de)测(cè)量值，我们需要的(de)暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这(zhè)个(gè)数字与解(jiě)释(shì)星系(xì)当(dāng)中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例(lì)是一致的(de)。这就意味着。

用了(le)一个简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就(jiù)是(shì)宇宙当中(zhōng)存(cún)在着某(mǒu)种类型的粒(lì)子(zi)，它们不参与任何其(qí)他的电(diàn)磁作(zuò)用，只通过引(yǐn)力来相(xiāng)互作用(yòng)。所(suǒ)以如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗(àn)物(wù)质存在的实(shí)际(jì)证据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数十种的(de)假想(xiǎng)目(mù)标(biāo)，而要(yào)寻找这(zhè)些不同的目标粒(lì)子所需要的实(shí)验方式也不相同(tóng)。在过去(qù)的几十年当中，人(rén)类为(wèi)了寻(xún)找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与(yǔ)常规(guī)物质相互作用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科(kē)学家们已经进行(xíng)了(le)超过50次的实验(yàn)，却没有任何实(shí)质(zhì)性的发现，除了(le)一个(gè)地(dì)方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山(shān)下1400米处的(de)地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地(dì)球(qiú)上最大(dà)的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力(lì)于寻找暗物(wù)质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学(xué)家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣(qù)的事(shì)情。探测(cè)率会在每年的(de)6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科(kē)学(xué)家认为这可能是人(rén)类发(fā)现(xiàn)暗物质(zhì)的(de)第一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河系进(jìn)行移动，那么(me)如果(guǒ)暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个(gè)过程(chéng)中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半(bàn)年的时(shí)间，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河(hé)系(xì)的方向是(shì)一(yī)致的(de)，而另外半(bàn)年(nián)则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论(lùn)上(shàng)地球穿越暗物质(zhì)流(liú)最快的时(shí)段。而在(zài)11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系(xì)相对银河系的平(píng)面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是(shì)这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可(kě)以(yǐ)用来解释(shì)，研究(jiū)人(rén)员们所观测到的(de)周期(qī)性信号。当(dāng)然也可能有其(qí)他的(de)情(qíng)况，造成这种年度周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的(de)水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客(kè)的数(shù)量也符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前(qián)的实验室正好相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗物质流(liú)的(de)运动特征和第一(yī)个实验(yàn)室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得到(dào)相(xiāng)同的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质(zhì)所(suǒ)存在(zài)的非常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不(bù)久，所以截至目(mù)前(qián)还无(wú)法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大(dà)小(xiǎo)跟(gēn)哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但(dàn)它的宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供(gōng)的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键的用(yòng)途就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探(tàn)测(cè)的结果，我们只能拭目(mù)以待了。费(fèi)米实(shí)验室粒(lì)子(zi)天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀(pò)和(hé)贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在(zài)，它们极(jí)有可能拥有另(lìng)一种神秘的(de)效应，这种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或(huò)者(zhě)说是(shì)生命(mìng)进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这一理论得到(dào)进(jìn)一(yī)步的(de)证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某个角落的(de)行星(xīng)上，暗(àn)物质正在通过这(zhè)样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是(shì)要(yào)先找到暗(àn)物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质(zhì)到底(dǐ)存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的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 风雨兼程下一句是什么持之以恒意思，风雨兼程下一句是什么这一生