宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学(xué)无法解释的(de)“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究(jiū)竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在(zài)的证据(jù)，科学家们(men)在过去的几十年当中进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次的(de)长期实验，但是却没有(yǒu)发(fā)现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发(fā)表(biǎo)了万(wàn)有引力定律(lǜ)，它(tā)揭(jiē)示(shì)了(le)宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文(wén)学家(jiā)们发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨道出现异(yì)常(cháng)，不符合(hé)万有(yǒu)引力定律的时(shí)候(hòu)，他们就会知道，周围一(yī)定有未知(zhī)的(de)天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的(de)异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存在(zài)。另外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥(míng)王星的发现都是(shì)应用万有引力定律所取得重(zhòng)大天(tiān)文成就的例子。但(dàn)是这些发(fā)现都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始(shǐ)变(biàn)得(dé)诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨(cí)兹威基(jī)正在研究(jiū)和测量后发星(xīng)系(xì)团的质量。这是(shì)一个由数千个(gè)星系所组成的(de)巨大星(xīng)系团，这些(xiē)星系被(bèi)引(yǐn)力(lì)束缚在一起。测量星系(xì)团(tuán)的质量一(yī)般会(huì)使用到两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是(shì)测量各个星系(xì)的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量(liàng)的计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移(yí)测量星系(xì)团中(zhōng)的(de)各个星(xīng)系相对于星系团的运动速(sù)度。当测量(liàng)结(jié)果出来之(zhī)后，兹(zī)威基彻底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟然是(shì)“光度学质量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星(xīng)系团(tuán)有99%的质量消(xiāo)失了，或(huò)者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的(de)形式所存在，我们(men)无法看(kàn)到(dào)。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测量速度(dù)的(de)过程中，兹威(wēi)基发现星系(xì)团(tuán)中很(hěn)多(duō)星系的速度比理论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠(kào)这(zhè)些(xiē)可(kě)见星系(xì)的质量所产生的(de)引(yǐn)力(lì)是无法将它们束缚(fù)在(zài)星系(xì)团内的，它(tā)们(men)早就(jiù)应该(gāi)被抛(pāo)出星系团之外(wài)了，除非有(yǒu)一种神秘(mì)的力量在起作用，这(zhè)种力量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的(de)物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提(tí)出了这(zhè)样(yàng)部(bù)分不可见的(de)暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是(shì)它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质(zhì)量。只是(shì)当时的(de)人们对这样(yàng)的一种说法不屑一(yī)顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次(cì)出(chū)现。天(tiān)文学家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特在观测仙女座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理(lǐ)论上来说，距离中(zhōng)心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速(sù)度(dù)就(jiù)会越(yuè)慢(màn)。但是他们观测的结果却让人感到不(bù)可思议。

随着与中(zhōng)心距离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律(lǜ)，在星系当中(zhōng)如(rú)果没有足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些(xiē)外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们(men)会使用一种相对标准的(de)方法来解释暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方(fāng)法就是测量(liàng)星系(xì)当中气体在X轴上距(jù)离(lí)星系中心的(de)距离(lí)，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为是由暗(àn)物质的(de)力量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射电(diàn)望远镜测(cè)量了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发(fā)现它们(men)的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河系的(de)第三悬臂之上，距离(lí)银河(hé)系(xì)中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速度(dù)应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论速度，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种向心加速度的(de)原因很可能就是存(cún)在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物(wù)质(zhì)的引力效(xiào)应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗(àn)物质(zhì)的存在(zài)。科学(xué)家根据星(xīng)系外恒星轨道(dào)的速(sù)度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗物质的质量占整个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不是唯一可(kě)以解释(shì)这个现(xiàn)象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科(kē)学家们发现，几(jǐ)乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会(huì)出现速度(dù)上的微小差(chà)异。另(lìng)外，天文(wén)学家还发现了一个(gè)反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球(qiú)大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存(cún)在暗(àn)物质，否(fǒu)则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家(jiā)们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发(fā)现星系中(zhōng)的恒(héng)星运动(dòng)是可以(yǐ)用正常的物质(zhì)和力学定律来解释的。那么又有人提出，也(yě)许该星系的暗(àn)物质，已(yǐ)经被附近的另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附(fù)近没有任(rèn)何(hé)星(xīng)系(xì)存在。造成这些(xiē)现(xiàn)象(xiàng)的除了暗物质的假说之外(wài)，另一(yī)种可能就(jiù)是(shì)人类对引力的理解还不(bù)够全面，引力很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中的(de)工作方式(shì)是(shì)不(bù)同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运(yùn)动。但是上升(shēng)到星系和星团的尺度，引力(lì)之间的(de)相互作用则是不同的(de)方式(shì)。对于在星系(xì)团之(zhī)间的相互作用，科学(xué)家还引(yǐn)入了(le)外部场效应的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光年的规模(mó)上，巨大(dà)的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着我们(men)需(xū)要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结(jié)。但是(shì)在(zài)宇宙当中还(hái)有关于暗物质存(cún)在的其他(tā)的理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年(nián)的(de)子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似(shì)这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分(fēn)的普通质量(liàng)都在星系(xì)的气体当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时(shí)候(hòu)，星际气体的相互作(zuò)用就(jiù)会导致(zhì)温度(dù)的急剧升高，速(sù)度(dù)大(dà)幅(fú)降(jiàng)低(dī)。所以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后，子弹星系(xì)团(tuán)大部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所(suǒ)有(yǒu)这(zhè)些气体所在(zài)的(de)中间区(qū)域。那么我们通(tōng)过什么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域到(dào)底是不(bù)是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变(biàn)。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上(shàng)的观测(cè)者(zhě)之间。被一个质(zhì)量超(chāo)级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就是引(yǐn)力透镜效应(yīng)。这个巨(jù)大(dà)的(de)天体可(kě)能(néng)是超大质量的(de)黑洞(dòng)或(huò)者是暗物(wù)质。

所以当人们(men)对子弹星系团观(guān)测的时(shí)候，发现它的大质量区域(yù)并(bìng)不是(shì)在中间，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最好的解释方(fāng)法就是当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测(cè)到的质(zhì)量气体(tǐ)被卡在了(le)中间，暗物质则直接通过了(le)这个区域，并(bìng)在(zài)两边形(xíng)成(chéng)了引力(lì)透(tòu)镜。对子弹星系团的(de)引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止最(zuì)好(hǎo)的理论(lùn)证据。

除(chú)此之外，还(hái)有来自(zì)宇宙当中最古老的(de)光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微(wēi)波辐(fú)射(shè)。其中(zhōng)红色的部分表示(shì)温度(dù)较高的区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对(远则怨近则不逊是什么意思解释，远则怨,近则不逊duì)较(jiào)冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家们通过对(duì)前(qián)景背景分(fēn)离后的二值图(tú)像进行连通域提(tí)取和标记(jì)之后发(fā)现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该是(shì)这样的(de)，而随着(zhe)暗物质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变(biàn)得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物(wù)质大(dà)约(yuē)是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系(xì)当(dāng)中恒星运动所需(xū)要的(de)暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释(shì)了很多(duō)不(bù)同的观测结果。而(ér)暗(àn)物质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种类型(xíng)的(de)粒子(zi)，它们不(bù)参与任何其他的(de)电(diàn)磁作用，只通(tōng)过引(yǐn)力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如(rú)果(guǒ)能够找(zhǎo)到这(zhè)种(zhǒng)粒子的存(cún)在(zài)，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的(de)实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验方式也不相同(tóng)。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科(kē)学(xué)家们已经(jīng)进(jìn)行(xíng)了超(chāo)过50次的(de)实验，却没(méi)有任何实质性的发(fā)现，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着地球上最大(dà)的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三层楼高的探(tàn)测器，一(yī)直致(zhì)力于寻(xún)找暗物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声(shēng)称(chēng)观测到了某(mǒu)种信(xìn)号。经过了20多年的数据(jù)收集(jí)，人(rén)们发现了一(yī)个有(yǒu)趣(qù)的事(shì)情。探(tàn)测率会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低(dī)，而且(qiě)在20年当中每年都是一(yī)样(yàng)。一(yī)些科学家(jiā)认为(wèi)这可能是人类发现暗物质的第(dì)一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物(wù)质(zhì)会产生周期(qī)性(xìng)的年度(dù)信(xìn)号呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了太阳系(xì)正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕着(zhe)银(yín)河(hé)系进行移动，那么如(rú)果暗物质存(cún)在宇宙当中，这(zhè)意味着(zhe)我(wǒ)们也在以(yǐ)这(zhè)样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应的(de)振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太(tài)阳的方向与太(tài)阳环绕银河(hé)系的方向是一致的(de)，而另外(wài)半(bàn)年则与(yǔ)之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太(tài)阳的方向(xiàng)正(zhèng)好(hǎo)达到(dào)完全一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快的时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管在实际(jì)的(de)情况中，太(tài)阳系(xì)相对银河系的平(píng)面呈现了60度的倾(qīng)斜(xié)，但是这并不影响这个(gè)理论的(de)有效性。

因此科学(xué)家(jiā)认(rèn)为这(zhè)可以(yǐ)用来(lái)解释，研究人员们所远则怨近则不逊是什么意思解释，远则怨,近则不逊(suǒ)观测到的周(zhōu)期性信(xìn)号。当然也可能有其他的(de)情况，造(zào)成这种年度周(zhōu)期信号的(de)差(chà)异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚至(zhì)连意大利游(yóu)客的数量也(yě)符(fú)合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们(men)又在(zài)南半球建立(lì)了一(yī)个几乎相(xiāng)同的实验(yàn)室，这里的季节(jié)与之(zhī)前(qián)的实验室(shì)正好(hǎo)相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动特(tè)征和第一个(gè)实验室是一(yī)样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里可以(yǐ)得到相(xiāng)同的(de)信(xìn)号，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非常有力(lì)的证据了。但是由于这个实验室(shì)刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截(jié)至目前还(hái)无法提供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它(tā)的(de)宽视场仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于探测的结(jié)果(guǒ)，我们(men)只能拭目(mù)以待(dài)了。费米实验室(shì)粒(lì)子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质存(cún)在(zài)，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中生(shēng)命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化的一个重要因素(sù)。

如(rú)果这一理论(lùn)得到进一步的证实(shí)，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不(bù)会意(yì)味着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这样(yàng)的效应创造(zào)生命。当然(rán)，这(zhè)些推论(lùn)的(de)大前提是要先(xiān)找到暗物质(zhì)存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你们觉得(dé)暗(àn)物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是(shì)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 远则怨近则不逊是什么意思解释，远则怨,近则不逊