宇宙是“人(rén)为制(zhì)造”的？为何会存在科学无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究(jiū)竟是(shì)什么？人类为了(le)寻找暗物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科学家们在过(guò)去的几十年当中进(jìn)行了超过(guò)50次的(de)长期实(shí)验，但是却没有发(fā)现任何的有效证据。除了(le)一个(gè)地(dì)方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动(dòng)的规律。往后的几(jǐ)百年来(lái)，当天文学家们发现(xiàn)某些天体运行轨道出现异常，不(bù)符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会(huì)知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通(tōng)过引力在摄(shè)动它的(de)轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天(tiān)王(wáng)星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海王星的存(cún)在。另外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现都是(shì)应用万有一二大写字怎么一二大写字怎么写千，大写的壹贰叁到十写千，大写的壹贰叁到十引力定(dìng)律(lǜ)所(suǒ)取得重大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但是这(zhè)些发(fā)现都是在恒星(xīng)系统(tǒng)的尺度当中，可(kě)当(dāng)我们上升(shēng)到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里(lǐ)茨兹威基正(zhèng)在研究和(hé)测量后发星系(xì)团的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨(jù)大星系团，这些星(xīng)系被引力束缚(fù)在一(yī)起(qǐ)。测量(liàng)星系团的质量一(yī)般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获(huò)得其"光(guāng)度学的(de)质(zhì)量"，需(xū)要的数据是测量各个(gè)星系的光度。

第(dì)二种是动力(lì)学质(zhì)量的(de)计算，是利用光谱红移测(cè)量星系团(tuán)中的各个(gè)星系相对于星系团(tuán)的运(yùn)动速(sù)度。当(dāng)测量结果出来之后，兹(zī)威基彻(chè)底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座(zuò)星系团(tuán)有99%的质量(liàng)消失(shī)了，或(huò)者说(shuō)这99%的质量并不以可(kě)见光的形式所存(cún)在，我们无法看(kàn)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(zhōng)很多星系的速度比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系(xì)的质量所产生(shēng)的引力是无法将它(tā)们(men)束(shù)缚在星系团(tuán)内的，它(tā)们早就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘(mì)的力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不可见的(de)暗(àn)质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样的一(yī)种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测(cè)仙女座星系(xì)中的恒星运(yùn)动。理(lǐ)论(lùn)上(shàng)来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测(cè)的结果却让(ràng)人(rén)感到不(bù)可思议。

随(suí)着(zhe)与中心(xīn)距离(lí)的(de)增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不变。可(kě)是根(gēn)据牛顿的万有引力定律，在星系当中如(rú)果没(méi)有足够大的(de)质量(liàng)来吸(xī)引(yǐn)它们(men)，这些外围(wéi)的恒星早就被(bèi)甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这(zhè)种现象，科学家们会(huì)使用(yòng)一种相对标(biāo)准(zhǔn)的方(fāng)法来解(jiě)释暗物质(zhì)的存在(zài)，这种方(fāng)法就是测(cè)量星系当中气体(tǐ)在(zài)X轴上(shàng)距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如(rú)果出现异(yì)常的(de)结(jié)果(guǒ)，就认(rèn)为是由暗物质的力(lì)量进入其(qí)中。

于是科学家们通过射电望(wàng)远镜测量了距(jù)离星系中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂之上，距离(lí)银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速(sù)度(dù)远远大于理(lǐ)论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的(de)原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看(kàn)不到的物质，是(shì)这些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚(jù)集在(zài)了一(yī)起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系外恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不(bù)是(shì)唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新的研(yán)究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出(chū)现速度上(shàng)的(de)微小差(chà)异。另外，天文(wén)学家(jiā)还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星系(xì)当中存在的(de)恒(héng)星数(shù)量却只有银河系的千分(fēn)之一。

所以在(zài)理论(lùn)上，该星系必须存(cún)在(zài)暗物质，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但(dàn)是科学家们使用最先(xiān)进(jìn)的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详细(xì)测(cè)量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是(shì)可以(yǐ)用正常的物质和力(lì)学定律来解释(shì)的。那么又有人提出(chū)，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪(guài)的(de)是，它的附近(jìn)没(méi)有任(rèn)何(hé)星(xīng)系存在。造成这些(xiē)现象的除了(le)暗物质的假说之外，另一种可能就是人类(lèi)对引力的(de)理解还(hái)不够全面，引力很可能在不(bù)同尺(chǐ)度(dù)空间中的(de)工作方(fāng)式是(shì)不同的(de)，这意味着在行星系尺度中的天(tiān)体会沿着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所理解的方(fāng)式(shì)运动(dòng)。但(dàn)是上(shàng)升到星系和星团(tuán)的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相互(hù)作用则是不(bù)同的方式。对于(yú)在星系团之间的(de)相互(hù)作(zuò)用，科(kē)学家还引入了外部场效应(yīng)的概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质量之间(jiān)会(huì)产生对(duì)彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意(yì)味(wèi)着我们需(xū)要对现在(zài)的物理(lǐ)定律进行(xíng)修正，这些发现(xiàn)也让很多(duō)人(rén)认(rèn)为暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是(shì)在(zài)宇宙当中还(hái)有关于暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理(lǐ)论证(zhèng)据是(shì)蒙德(dé)理论所(suǒ)没(méi)法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部分(fēn)的(de)普通质量都在星系的气体当(dāng)中。当星团以1000万(wàn)公里/小时发(fā)生碰撞的时(shí)候，星(xīng)际(jì)气体的相互作(zuò)用就会导致温(wēn)度的急剧升高，速度大(dà)幅(fú)降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论(lùn)上(shàng)，在碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间区域。那么我们(men)通过什么来验证它的质量区域到(dào)底(dǐ)是不是集中在(zài)中间呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照(zhào)片，在照(zhào)片中我(wǒ)们(men)可以明(míng)显地看到很多星系(xì)似(shì)乎被拉伸产生(shēng)了(le)巨大的形变。其实这些(xiē)星系本(běn)身并(bìng)不(bù)是真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的(de)东西的(de)引力(lì)，会(huì)使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系的(de)光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象(xiàng)就是(shì)引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超大质量的(de)黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的(de)大质量(liàng)区域(yù)并(bìng)不是在(zài)中(zhōng)间，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释(shì)方法就是当星团(tuán)发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质量(liàng)气(qì)体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质则直接通过了(le)这个区域，并(bìng)在(zài)两边(biān)形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系团的(de)引(yǐn)力透镜研(yán)究也被认(rèn)为是暗物质(zhì)存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中了(le)。经过了(le)130多亿(yì)年(nián)之(zhī)后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了各相(xiāng)同性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的(de)部分表示温(wēn)度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示相对较(jiào)冷的(de)区域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万(wàn)分之(zhī)一。

科学家(jiā)们通(tōng)过对前景背(bèi)景分离后的(de)二(èr)值图像进行连通域提(tí)取和标(biāo)记之后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中没(méi)有(yǒu)暗物质，图(tú)形看(kàn)起来不(bù)应该是这样的(de)，而(ér)随着(zhe)暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅(fú)度(dù)会(huì)减(jiǎn)小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙(zhòu)微波(bō)背(bèi)景辐射(shè)的(de)测(cè)量值，我(wǒ)们需(xū)要的暗物质大(dà)约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数(shù)字(zì)与(yǔ)解释星系(xì)当中(zhōng)恒(héng)星(xīng)运动所需要的暗(àn)物(wù)质比例是一(yī)致的(de)。这就意味着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单的理(lǐ)论(lùn)框架(jià)，就很好地解释(shì)了很(hěn)多(duō)不同的观测(cè)结果。而暗物质的本质(zhì)就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类型的粒子(zi)，它们(men)不(bù)参与任何其他的电磁(cí)作用，只通(tōng)过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到了(le)暗(àn)物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们(men)已经提(tí)出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的目标粒子所(suǒ)需要的实验(yàn)方(fāng)式也不相同。在过去的几十年(nián)当中(zhōng)，人(rén)类为了(le)寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常(cháng)规物质相互作用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次(cì)的(de)实(shí)验(yàn)，却(què)没(méi)有任(rèn)何实(shí)质性的发现，除了一(yī)个地(dì)方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上(shàng)最大(dà)的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高(gāo)的探测器，一(yī)直(zhí)致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人(rén)们发现了一个(gè)有趣的(de)事情。探测率会在每年的(de)6月份(fèn)达到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人(rén)类发现暗物(wù)质的第一个(gè)直接证据。

但是为什(shén)么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期性的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕着(zhe)银河系进行移动，那(nà)么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇宙当中，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在以这样的速度(dù)在穿越着(zhe)暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生相应的(de)振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年(nián)的时间，地球围(wéi)绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是一致的，而另外半年则(zé)与之相反(fǎn)。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳的(de)方向正好达(dá)到(dào)完(wán)全一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物(wù)质流最快的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有(yǒu)效(xiào)性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以用(yòng)来解释，研(yán)究人员们所观测到的周期性信号。当然也可(kě)能有其(qí)他的(de)情(qíng)况，造(zào)成这(zhè)种(zhǒng)年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的(de)水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大(dà)利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎相(xiāng)同(tóng)的(de)实验室(shì)，这里的(de)季(jì)节与(yǔ)之(zhī)前的实验室正好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流(liú)的运动特征和第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里可(kě)以(yǐ)得到相同(tóng)的信号，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非(fēi)常(cháng)有力的(de)证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截(jié)至目前还无法提供相应的数(shù)据支(zhī)持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望(wàng)远镜(jìng)，这台太空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟(gēn)哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供(gōng)的视野是哈勃红外(wài)仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中一个(gè)关键的(de)用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探(tàn)测的结(jié)果，我们(men)只能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研(yán)究发(fā)现(xiàn)，如果(guǒ)暗物(wù)质存(cún)在，它们(men)极有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘(mì)的效(xiào)应(yīng)，这种暗(àn)物(wù)质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化(huà)的(de)一个(gè)重要因(yīn)素(sù)。

如果这一理论(lùn)得到(dào)进一(yī)步的证实(shí)，那么(me)遍(biàn)布(bù)宇宙当(dāng)中的(de)暗(àn)物质(zhì)会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的(de)行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通过这样(yàng)的效应(yīng)创造(zào)生命(mìng)。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实际证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质到(dào)底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的支持(chí)是我更新(xīn)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 一二大写字怎么写千，大写的壹贰叁到十