宇宙是“人为制造”的(de)？为(wèi)何(hé)会存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家(jiā)们在(zài)过(guò)去的(de)几十年当中进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验(yàn)，但是却没有发(fā)现任何(hé)的有(yǒu)效证据(jù)。除了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定(dìng)律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运(yùn)动的(de)规律。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家(jiā)们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的(de)时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通(tōng)过(guò)引力在摄动它(tā)的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异(yì)常(cháng)，推算并且发现了(le)海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用(yòng)万有(yǒu)引力定(dìng)律所取得(dé)重大(dà)天文成就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们上升(shēng)到星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威基正在研(yán)究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一(yī)起。测量星系团(tuán)的质量(liàng)一般会使用到(dào)两种方(fāng)法，当两种方法结(jié)果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第(dì)一(yī)种是获(huò)得其"光度学(xué)的质量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计算，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移(yí)测量星系(xì)团中的各个星系相对于星系团(tuán)的运(yùn)动(dòng)速度(dù)。当测量结(jié)果出(chū)来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质(zhì)量(liàng)”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座(zuò)星系团有99%的(de)质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速(sù)度的过(guò)程中，兹(zī)威基(jī)发现星(xīng)系团中(zhōng)很多(duō)星系的速度比理论上要快得多(duō)，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星系团内的(de)，它们早就应(yīng)该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提(tí)出了这样(yàng)部(bù)分不(bù)可见的暗质，它不(bù)发散(sàn)光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质(zhì)”这个(gè)词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运(yùn)动(dòng)。理论上(shàng)来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距(jù)离(lí)的增(zēng)加(jiā)，恒星(xīng)的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根(gēn)据(jù)牛(niú)顿的万有引力定律，在(zài)星(xīng)系当中如果(guǒ)没有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这(zhè)些外(wài)围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种现(xiàn)象(xiàng)，科学家(jiā)们会(huì)使用一种相对标准的方法来(lái)解(jiě)释(shì闲游的意思 闲游的反义词是什么)暗物质的(de)存在，这种方法就(jiù)是测量星系(xì)当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗(àn)物质的力量进入(rù)其中。

于是科学家们通过射电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现它们(men)的旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定(dìng)律(lǜ)。我们的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系(xì)位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系(xì)中心2.6万光年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)进行(xíng)计(jì)算，太(tài)阳系(xì)的运行(xíng)速度应该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒(miǎo)的(de)速度围绕银河系(xì)旋(xuán)转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速(sù)度，那(nà)么产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加速度的原因(yīn)很可能就是存(cún)在(zài)着(zhe)一种我们看不到的物质，是(shì)这(zhè)些暗(àn)物质的引力(lì)效应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的(de)研(yán)究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据(jù)星系外(wài)恒星轨道(dào)的(de)速度，估算在星系当中(zhōng)暗物质的质量(liàng)占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可(kě)以解(jiě)释这个现(xiàn)象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反常(cháng)的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大(dà)小(xiǎo)和银(yín)河系不多(duō)，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银(yín)河系(xì)的千分之一。

所以在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须(xū)存在暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜对(duì)其(qí)进行(xíng)了40个(gè)小时的详细测(cè)量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动是(shì)可以用正常的物质和力学(xué)定(dìng)律来(lái)解释的。那么(me)又有人(rén)提(tí)出，也(yě)许该星(xīng)系(xì)的暗物质，已经被附近的(de)另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有(yǒu)任何星系存在。造(zào)成这些现象的除了暗物质的假说(shuō)之(zhī)外，另一种可能就是人类(lèi)对引力的理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的(de)，这(zhè)意味着在(zài)行星系尺(chǐ)度中的天体会(huì)沿(yán)着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我(wǒ)们所理(lǐ)解(jiě)的方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的(de)尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互(hù)作用则(zé)是不同的方式。对于(yú)在(zài)星(xīng)系团之间的相互作用，科(kē)学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数百(bǎi)万(wàn)光年(nián)的(de)规(guī)模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论成立(lì)，这意(yì)味着我们(men)需要(yào)对现在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人(rén)认为(wèi)暗(àn)物质(zhì)假说理论就此终结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关(guān)于暗物质存在的其他的(de)理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的(de)“引力透(tòu)镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的(de)子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团(tuán)所组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通(tōng)质量都(dōu)在星(xīng)系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发(fā)生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之后，子弹星(xīng)系团(tuán)大(dà)部分(fēn)的(de)质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体所在的中间区域。那么我们通(tōng)过什么来验证它(tā)的质(zhì)量(liàng)区域(yù)到底是不是集中在中(zhōng)间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当(dāng)中第(dì)一张全(quán)彩的(de)高清照(zhào)片(piàn)，在照片中我们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实(shí)这些星系(xì)本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜(jìng)出了什么问题，而是(shì)这样极(jí)遥远的天体(tǐ)和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西(xī)的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是(shì)超大质量的黑(hēi)洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们(men)对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时候，发现它的大(dà)质(zhì)量(liàng)区域并不是(shì)在(zài)中间(jiān)，而是(shì)在两侧(cè)。所以最好的解释方(fāng)法(fǎ)就是当(dāng)星团(tuán)发生全部的(de)碰(pèng)撞时，可(kě)被观测(cè)到的质(zhì)量气体被卡在(zài)了中间，暗物(wù)质则直接(jiē)通(tōng)过(guò)了这个区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也(yě)被(bèi)认为是暗物(wù)质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老(lǎo)的(de)光。从(cóng)宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部(bù)分表(biǎo)示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域(yù)，但(dàn)实际上它们之间的温差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离(lí)后的二(èr)值图像进(jìn)行(xíng)连通域(yù)提取(qǔ)和标(biāo)记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的(de)，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的(de)幅度会减小，才(cái)变得看起来(lái)“和(hé)谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗(àn)物质(zhì)大约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍。这个数(shù)字与解(jiě)释星(xīng)系当中恒星运动所需要(yào)的暗物质比例是一致(zhì)的。这(zhè)就(jiù)意(yì)味着(zhe)。

用(yòng)了(le)一个简单的(de)理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测(cè)结果(guǒ)。而(ér)暗物质的(de)本质就是宇宙当(dāng)中存(cún)在着某种类型的粒子(zi)，它们(men)不参(cān)与(yǔ)任何其(qí)他的电磁(cí)作用，只通过引力来相互(hù)作用。所以如果能够找到这(zhè)种粒子的存在，就相当(dāng)于(yú)找到了暗物质存(cún)在的实(shí)际证据(jù)。这种粒子到底是什(shén)么？科学家(jiā)们已经提出了数十种的假想目标，而要寻(xún)找这些(xiē)不同的目标粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去的(de)几十年当中，人类(lèi)为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎(hū)不会与常(cháng)规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的发(fā)现(xiàn)，除了一个地方，意大(dà)利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处(chù)的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学实验(yàn)室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家(jiā)声(shēng)称观测到了某种信号。经过了20多(duō)年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到(dào)最(zuì)低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样(yàng)。一些科(kē)学(xué)家认(rèn)为这可能是人类(lèi)发现暗(àn)物质的(de)第一个直接证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗物质会产生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)着银(yín)河系(xì)进行移动，那(nà)么如果暗物(wù)质存(cún)在宇宙当中，这意味(wèi)着我们也在以这(zhè)样的速度(dù)在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中(zhōng)会产生(shēng)相应的振(zhèn)荡，同时(shí)地球又(yòu)以30公(gōng)里(lǐ)/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地(dì)球围绕(rào)太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的，而(ér)另外(wài)半年则(zé)与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全一(yī)致，这(zhè)是理论上(shàng)地(dì)球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月(yuè)份，又恰(qià)好达到(dào)了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银河系(xì)的平面呈(chéng)现了60度的(de)倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认(rèn)为这可(kě)以用来解释，研究(jiū)人员们所观测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成这种年度周期(qī)信号的(de)差(chà闲游的意思 闲游的反义词是什么)异(yì)也可能是温度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利游客的数(shù)量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了(le)一个几(jǐ)乎相同的实验室，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的实验(yàn)室(shì)正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流(liú)的运动(dòng)特征和第(dì)一个实验室是一样的。

因此，如果在(zài)这里(lǐ)可(kě)以得(dé)到相同的信(xìn)号，就(jiù)可以成(chéng)为(wèi)暗(àn)物质所存在的(de)非常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室(shì)刚刚(gāng)建成不(bù)久，所以截(jié)至目前还(hái)无法提供相应的数(shù)据支持(chí)。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新(xīn)的望远镜，这台太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提供(gōng)的视野(yě)是哈(hā)勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待(dài)了。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯(sī)特(tè)芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙(zhòu)当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化的一(yī)个(gè)重要(yào)因(yīn)素。

如果这一理论得(dé)到进一步的(de)证实(shí)，那么(me)遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通(tōng)过这样的效(xiào)应创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是(shì)要先找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你的支(zhī)持是我(wǒ)更新的(de)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 闲游的意思 闲游的反义词是什么