宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何会(huì)存(cún)在科(kē)学(xué)无法解释的“暗物质”？暗(àn)物(wù)质又(yòu)究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家们在过去的(de)几(jǐ)十年当中进行了超过50次的(de)长期实(shí)验，但是却没有发现任何(hé)的有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数(shù)学原理一书(shū)中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表了万有(yǒu)引力(lì)定律，它揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天(tiān)体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几百(bǎi)年来，当天文学家(jiā)们(men)发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常(cháng)，不(bù)符合万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律的(de)时候，他(tā)们就(jiù)会知道(dào)，周围一定有未知的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并且发现了(le)海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发(fā)现都是应用万有引力(lì)定(dìng)律所(suǒ)取得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒(héng)星系统的尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我们上升到星(xīng)系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正在研究(jiū)和测量(liàng)后发星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量。这是一个由数千个星系所(suǒ)组成的巨(jù)大(dà)星系团(tuán)，这些星(xīng)系被引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的质量(liàng)一般会(huì)使用到两种(zhǒng)方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定(dìng)其质量(liàng)的范围(wéi)。

第一种是获(huò)得其"光度学(xué)的质(zhì)量"，需要(yào)的(de)数据是测(cè)量各个星(xīng)系的(de)光度。

第二种是(shì)动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量(liàng)星系团中的(de)各个星(xīng)系相对于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这(zhè)意(yì)味着，后(hòu)发座(zuò)星系团有99%的质量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过程中，兹(zī)威基发现星(xīng)系(xì)团(tuán)中(zhōng)很多星系的速(sù)度比理论上要快得多(duō)，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量所(suǒ)产生(shēng)的引力是(shì)无(wú)法将它们(men)束缚在星系(xì)团内的，它们早就(jiù)应该被抛出(chū)星系(xì)团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的(de)力量(liàng)在起作用(yòng)，这种力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提出(chū)了这样(yàng)部分不(bù)可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光(guāng)、反射光，但是它们(men)却占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是当时的人们对这样的一种说法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中心(xīn)越(yuè)远(yuǎn)的(de)恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是(shì)他们观(guān)测的(de)结果却让(ràng)人感到不可(kě)思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离(lí)的增加，恒(héng)星的(de)旋转速度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可(kě)是根据牛(niú)顿的(de)万(wàn)有引(yǐn)力定律，在星系(xì)当中如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这些外围的(de)恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用(yòng)一(yī)种相对标(biāo)准的方法来解释暗物(wù)质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系(xì)中(zhōng)心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现(xiàn)异常的结(jié)果，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其中(zhōng)。

于(yú)是科学(xué)家们(men)通过(guò)射电望远镜测量了距(jù)离(lí)星系中心更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋(xuán)转速度并(bìng)不符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位于银河系(xì)的第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力(lì)定律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在(z一个鹅蛋的热量是多少 一个鹅蛋等于几个鸡蛋ài)以220千米/秒的速(sù)度围绕(rào)银(yín)河系旋转(zhuǎn)，这个实(shí)际速度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很(hěn)可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引力效应将星系聚集在(zài)了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时开始，越来越多(duō)的(de)研究人(rén)员开始(shǐ)相信暗(àn)物质的存(cún)在。科学家根据星系外恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整个星系(xì)质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的(de)原(yuán)因。在一项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没(méi)有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异(yì)。另外，天文学家还(hái)发(fā)现(xiàn)了(le)一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小(xiǎo)和(hé)银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分之一。

所以在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先进的(de)望远(yuǎn)镜(jìng)对(duì)其进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测量之后，发(fā)现星系中的(de)恒星运(yùn)动(dòng)是可以用正(zhèng)常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星系的暗物(wù)质，已(yǐ)经(jīng)被附(fù)近的另(lìng)一个大星系剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何(hé)星系(xì)存(cún)在。造(zào)成这些(xiē)现象的除了暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力(lì)的(de)理解还不(bù)够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这(zhè)意(yì)味着在行(xíng)星系尺度(dù)中的(de)天体(tǐ)会(huì)沿着它们的(de)轨道，按照我们所理(lǐ)解(jiě)的方式运(yùn)动。但是上升(shēng)到星系(xì)和(hé)星团的(de)尺(chǐ)度(dù)，引(yǐn)力之间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用则是不同的方式(shì)。对(duì)于(yú)在星系团之(zhī)间(jiān)的相互作用(yòng)，科学家还(hái)引入了外部场效应的概念(niàn)，指(zhǐ)的(de)是在数百万光(guāng)年的规模上，巨大(dà)的质量之间(jiān)会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们需(xū)要对(duì)现在的(de)物理定(dìng)律进行(xíng)修(xiū)正，这些发(fā)现也(yě)让(ràng)很多人认为(wèi)暗(àn)物质(zhì)假说理论就此(cǐ)终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还有关于暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的(de)其他的理(lǐ)论证据，这些理论证(zhèng)据是(shì)蒙德理论(lùn)所没(méi)法解释的“引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜(jìng)”。

径(jìng)向距(jù)离为(wèi)37亿光年的子(zi)弹星(xīng)系团，由两个(gè)碰撞的(de)星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这样(yàng)的星(xīng)团，它们大部分的普通质量(liàng)都在(zài)星系(xì)的气(qì)体(tǐ)当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气(qì)体的相互(hù)作用就会导致温度(dù)的(de)急(jí)剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系(xì)团大部分的质量将位于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所在(zài)的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什么来验证它(tā)的质量区(qū)域(yù)到底是不是集(jí)中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回(huí)了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我们(men)可以明显(xiǎn)地看到(dào)很多(duō)星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨(jù)大的(de)形变(biàn)。其实这(zhè)些星系本(běn)身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的(de)天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个(gè)超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥远星系(xì)的(de)光都(dōu)发生了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这(zhè)个(gè)巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时候，发现(xiàn)它的(de)大质量区域并不(bù)是在中(zhōng)间，而是在(zài)两侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全(quán)部(bù)的碰撞时，可(kě)被观测到的(de)质量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中间，暗物质则直接(jiē)通(tōng)过(guò)了这个区域，并(bìng)在两边形(xíng)成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力(lì)透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最(zuì)好的理论证据。

除此(cǐ)之(zhī)外，还(hái)有(yǒu)来(lái)自宇宙当中最古老(lǎo)的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经(jīng)过了(le)130多亿(yì)年(nián)之后，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间背景上留下了各(gè)相同性(xìng)的微波(bō)辐射。其(qí)中红色的部(bù)分表示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷(lěng)的区(qū)域，但实(shí)际上它们之间的(de)温差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景分离后的二值(zhí)图像(xiàng)进行连通域提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形(xíng)看起来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而随(suí)着(zhe)暗物(wù)质的增加(jiā)，一些峰值的(de)幅度(dù)会减小(xiǎo)，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量(liàng)值，我(wǒ)们需要(yào)的暗(àn)物(wù)质大(dà)约是普通物(wù)质的(de)5倍(bèi)。这个数(shù)字(zì)与解(jiě)释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就意味着(zhe)。

用了一(yī)个简单的理论框架，就很(hěn)好地解释了(le)很多不同的观测结(jié)果。而暗(àn)物(wù)质的本质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类型的(de)粒子，它们不参与(yǔ)任(rèn)何其(qí)他的(de)电磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到这种粒子的存在(zài)，就(jiù)相当于找到了(le)暗物质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们(men)已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些(xiē)不(bù)同的目标粒(lì)子所(suǒ)需要的(de)实验方式也(yě)不(bù)相(xiāng)同。在过(guò)去的几十年当中(zhōng)，人类为了(le)寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质(zhì)相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次(cì)的实验，却(què)没有任何(hé)实质性的(de)发现(xiàn)，除了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿(kuàng)井当(dāng)中(zhōng)，藏着地(dì)球上(shàng)最大(dà)的地(dì)学实验室，这(zhè)个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻(xún)找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测(cè)到了某种信号。经过了(le)20多年的数据收集(jí)，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测率(lǜ)会在每年的(de)6月份(fèn)达到峰值，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一(yī)个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么暗物质会产(chǎn)生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们(men)讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动(dòng)，那么(me)如(rú)果暗物质存在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在以(yǐ)这样的速度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质流，这个(gè)过程中(zhōng)会产生相应(yīng)的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的方(fāng)向是(shì)一致(zhì)的，而(ér)另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份(fèn)的(de)时候，地球与(yǔ)太阳的方向正(zhèng)好达(dá)到完全一致(zhì)，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管(guǎn)在实(shí)际的(de)情况(kuàng)中，太(tài)阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的有效性(xìng)。

因此(cǐ)科(kē)学家认为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所观测到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他的(de)情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异(yì)也(yě)可能是温度、湿(shī)度(dù)、土壤中(zhōng)的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游客的数量也符合这个周期的(de)规律。

所以，科学(xué)家(jiā)们又(yòu)在南(nán)半球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎相同的实验室，这里(lǐ)的季节与(yǔ)之前的实验室正好相反(fǎn)，而(ér)在这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运(yùn)动特征(zhēng)和(hé)第一个实(shí)验室是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在这里可以得到相同(tóng)的信号(hào)，就(jiù)可以(yǐ)成(chéng)为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存(cún)在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由(yóu)于这个实(shí)验室(shì)刚刚建(jiàn)成(chéng)不久(jiǔ)，所以截(jié)至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台(tái)太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的宽(kuān)视(shì)场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外(wài)仪(yí)器的100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远(yuǎn)镜其(qí)中一(yī)个关键的用途(tú)就(jiù)是(shì)探索暗(àn)物质背后(hòu)的奥秘(mì)，对于(yú)探(tàn)测的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费(fèi)米实验室粒(lì)子天(tiān)体物(wù)理中心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物(wù)质存在，它们极有可能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的(de)诞(dàn)生，或者(zhě)说是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步(bù)的证实(shí)，那(nà)么遍(biàn)布宇宙当中的(de)暗(àn)物质会不(bù)会意(yì)味着人(rén)类(lèi)并(bìng)不孤(gū)单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过这样的效应创造(zào)生命。当然，这些(xiē)推论的大前(qián)提是(shì)要先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更(gèng)新的动(dòng)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 一个鹅蛋的热量是多少 一个鹅蛋等于几个鸡蛋