宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存在(zài)的证(zhèng)据(jù)，科学(xué)家们在(zài)过去(qù)的(de)几十年当中进行了超(chāo)过50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却(què)没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原(yuán)理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发(fā)表了万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律，它(tā)揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天(tiān)体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后的几(jǐ)百年(nián)来，当天文(wén)学家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们(men)就会知道，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通(tōng)过(guò)引力在(zài)摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星(xīng)的(de)发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得(dé)重大(dà)天文成就(jiù)的例子(zi)。但(dàn)是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到(dào)星系或者是星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正(zhèng)在研究(jiū)和(hé)测量后发星系(xì)团的(de)质量。这是一个由(yóu)数(shù)千个星系所组(zǔ)成的巨(jù)大(dà)星系团，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测量(liàng)星系团的质(zhì)量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确(què)定其质(zhì)量的范(fàn)围。

第一种是获得其(qí)"光度学的质(zhì)量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是动力(lì)学(xué)质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移(yí)测量星系团中的(de)各个星系相对于星系(xì)团的运动(dòng)速(sù)度(dù)。当测量(liàng)结果出来之后(hòu)，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然(rán)是(shì)“光度学(xué)质量”的(de)400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生的引力是(shì)无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星系(xì)团内的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来(lái)源于某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射(shè)光，但(dàn)是它(tā)们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质量。只是(shì)当时的人们(men)对这样的一种(zhǒng)说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星系中的(de)恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星(xīng)在(zài)其(qí)轨道上的运行速度就会越(yuè)慢(中通中转站一般会停多久的车 快递中转站一般会停多久màn)。但是他们(men)观测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据(jù)牛顿(dùn)的万有引力定律，在星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足(zú)够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了(le)。基于(yú)这种(zhǒng)现(xiàn)象(xiàng)，科(kē)学(xué)家们会使用一(yī)种相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释暗物质的(de)存在(zài)，这种(zhǒng)方法就是测量(liàng)星系当中(zhōng)气体在X轴上距离星(xīng)系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出现(xiàn)异常的结果，就认(rèn)为(wèi)是(shì)由暗物质的力(lì)量(liàng)进入(rù)其中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射电望远镜测量了距离(lí)星(xīng)系中(zhōng)心(xīn)更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的(de)力学定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不例(lì)外，太阳系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进行计(jì)算(suàn)，太(tài)阳(yáng)系的运行(xíng)速(sù)度应该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于(yú)理论速度(dù)，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种我们看不到(dào)的(de)物质，是这些(xiē)暗物质的(de)引力(lì)效应将星(xīng)系聚(jù)集(jí)在了一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信(xìn)暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星系当中(zhōng)暗物质的(de)质量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个现(xiàn)象的(de)原因。在一项(xiàng)新的研(yán)究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小(xiǎo)差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须(xū)存在暗物质，否则就(jiù)会分(fēn)崩离析。但是科学家(jiā)们(men)使用最先进的望远镜(jìng)对其(qí)进行了40个(gè)小时(shí)的详细(xì)测量之后，发现(xiàn)星系中的(de)恒星运动是(shì)可以用正常的物质和力学定律来(lái)解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也(yě)许该星系的(de)暗物质，已经被(bèi)附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何(hé)星系存在。造(zào)成这些现(xiàn)象的除(chú)了(le)暗物(wù)质的假说之外(wài)，另(lìng)一(yī)种(zhǒng)可能就是人(rén)类对引(yǐn)力(lì)的(de)理解还(hái)不够全面，引力很可能在(zài)不同尺度空间中的工(gōng)作方(fāng)式是不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天体会沿着(zhe)它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我(wǒ)们所理解的方式(shì)运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的(de)尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间(jiān)的相(xiāng)互作用(yòng)则是(shì)不同的方(fāng)式。对于(yú)在星(xīng)系团之间(jiān)的(de)相(xiāng)互(hù)作(zuò)用，科(kē)学家还引入了外(wài)部场效应的概(gài)念，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的规(guī)模上，巨大的质(zhì)量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此特殊(shū)的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意(yì)味(wèi)着我们需要对现在(zài)的物理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗(àn)物质假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中(zhōng)还有关于暗(àn)物(wù)质存在的(de)其他(tā)的理论证据，这(zhè)些理论证据(jù)是蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距离(lí)为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的普通(tōng)质量(liàng)都在(zài)星(xīng)系(xì)的气体当中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发生(shēng)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(jí)剧升高(gāo)，速(sù)度大幅(fú)降低。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量(liàng)将位于所有这(zhè)些气(qì)体所在(zài)的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来(lái)验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底是不是集(jí)中(zhōng)在中间呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片(piàn)中我们可(kě)以明(míng)显地看到很多星(xīng)系(xì)似(shì)乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变(biàn)。其实(shí)这(zhè)些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而(ér)是这样极遥(yáo)远的天体(tǐ)和我们地(dì)球上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一个(gè)质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的(de)东西(xī)的引力，会使(shǐ)身后(hòu)更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现(xiàn)象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超(chāo)大(dà)质(zhì)量的(de)黑洞或者(zhě)是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当人们对(duì)子弹星系(xì)团观测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大质量区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生全部(bù)的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观(guān)测(cè)到(dào)的(de)质量气(qì)体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接(jiē)通(tōng)过了这个区(qū)域，并在(zài)两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜(jìng)研(yán)究也被认为是暗物质存在(zài)的迄(qì)今为(wèi)止最(zuì)好的(de)理论(lùn)证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可以畅通无阻地(dì)穿(chuān)越在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐(fú)射。其中红色的部分表示(shì)温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它(tā)们之间(jiān)的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们(men)通(tōng)过对前景背(bèi)景分离(lí)后的(de)二值图像进(jìn)行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质，图形看起来不(bù)应该(gāi)是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物质的增(zēng)加，一(yī)些峰值(zhí)的幅度会减小，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙微(wēi)波(bō)背(bèi)景辐射(shè)的测量值，我(wǒ)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(jiě)释星系当(dāng)中恒星运动(dòng)所(suǒ)需要(yào)的(de)暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着(zhe)。

用了一个(gè)简单(dān)的理论(lùn)框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的(de)观测结果(guǒ)。而暗物质的(de)本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们不(bù)参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒(lì)子的存在(zài)，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。这种粒子(zi)到底是什么？科学家们已经提出了数十(shí)种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同(tóng)的目标粒子(zi)所需要的实验方式也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了(le)寻(xún)找这些(xiē)看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会与(yǔ)常规(guī)物质相互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过50次(cì)的实验，却没(méi)有任(rèn)何实(shí)质性(xìng)的发现，除了一(yī)个地中通中转站一般会停多久的车 快递中转站一般会停多久方，意(yì)大利(lì)的(de)格(gé)兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验(yàn)室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有(yǒu)一(yī)个(gè)三层楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家声称(chēng)观测到了某(mǒu)种信号。经(jīng)过(guò)了20多年的数据收集(jí)，人们发(fā)现了(le)一个有(yǒu)趣的(de)事情。探测(cè)率会在(zài)每年(nián)的6月份(fèn)达到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降(jiàng)到最(zuì)低，而且(qiě)在20年(nián)当中(zhōng)每年(nián)都是一样。一些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么(me)暗(àn)物(wù)质会产生周期性的(de)年度信号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕着银河系(xì)进(jìn)行移动，那么(me)如(rú)果暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中，这(zhè)意(yì)味着我们也在以这样的(de)速度(dù)在穿(chuān)越着暗物(wù)质流，这个过程中(zhōng)会(huì)产生相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的(de)速度围绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的(de)时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳环(huán)绕银河系(xì)的方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的(de)方向正好达到(dào)完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳(yáng)系相对银河(hé)系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认为这(zhè)可(kě)以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可能有其他的情(qíng)况，造成(chéng)这(zhè)种(zhǒng)年度(dù)周期(qī)信号的差(chà)异也可能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也(yě)符合这个周期的(de)规(guī)律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们(men)又(yòu)在南(nán)半球建立了一(yī)个几乎(hū)相(xiāng)同的实验室，这里的(de)季节(jié)与之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球(qiú)穿过(guò)暗(àn)物质流的运动特(tè)征和第一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽(kuān)视场仪(yí)器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用途就是(shì)探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目(mù)以(yǐ)待了。费(fèi)米实(shí)验室(shì)粒子(zi)天(tiān)体物理(lǐ)中心(xīn)的(de)科学(xué)家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究(jiū)发现(xiàn)，如果暗(àn)物(wù)质存(cún)在，它(tā)们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果这(zhè)一理论得到进(jìn)一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过(guò)这样的效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗(àn)物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持(chí)是(shì)我更新的(de)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 中通中转站一般会停多久的车 快递中转站一般会停多久