宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会存在(zài)科(kē)学无法解释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗物(wù)质存(cún)在(zài)的证据(jù)，科学家们(men)在过去的几十年当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没有发(fā)现任何的有效证(zhèng)据。除(chú)了(le)一个地(dì)方，在1687年出(chū)版的自(zì)然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家们发现某(mǒu)些(xiē)天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们(men)就会知(zhī)道，周围一(yī)定有未知的天体通过(guò)引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天(tiān)王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发现了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律所(suǒ)取得重大天文(wén)成(chéng)就的(de)例子。但是这些发现都是在(zài)恒星(xīng)系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我们上升(shēng)到星系(xì)或(huò)者是(shì)星团的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正在研究(jiū)和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质量(liàng)。这是一(yī)个由数千个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨(jù)大星系团(tuán)，这些星系(xì)被引力(lì)束缚在(zài)一起。测量(liàng)星系团的质量一般会(huì)使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一(yī)致，就可以确(què)定(dìng)其质量的范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要(yào)的数据是测量各个星系的光度(dù)。

第(dì)二(èr)种是动(dòng)力学质(zhì)量(liàng)的(de)计算，是利用光谱红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的(de)各个星系相对于星系(xì)团的(de)运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来(lái)之(zhī)后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可(kě)见光的形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看(kàn)到(dào)。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速(sù)度的过程中，兹威基发现星系团(tuán)中很(hěn)多星系的速度比理论上(shàng)要快得多，按(àn)照牛顿的运动学(xué)定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些(xiē)可见星(xīng)系的质量所产生的引力是(shì)无法将(jiāng)它们(men)束缚在星系团内的，它(tā)们早就应该被抛(pāo)出星系团之外(wài)了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部(bù)分不可见(jiàn)的暗(àn)质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时(shí)的人(rén)们对这样(yàng)的一(yī)种说(shuō)法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出现。天(tiān)文(wén)学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观(guān)测仙女座星系(xì)中(zhōng)的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中(zhōng)心越远的(de)恒(héng)星在其轨道上的运行速(sù)度(dù)就会(huì)越慢。但是他们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感到不(bù)可思议。

随着与中心距离(lí)的(de)增(zēng)加，恒(héng)星的旋转速(sù)度几乎保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星(xīng)系当中如果(guǒ)没有足够大的质量来吸引它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早(zǎo)就被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于(yú)这(zhè)种现(xiàn)象，科学家(jiā)们会使(shǐ)用一种相对标(biāo)准(zhǔn)的方法(fǎ)来(lái)解释暗(àn)物(wù)质的存(cún)在，这种方法就(jiù)是测量星系当中气体在(zài)X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为(wèi)是由(yóu)暗(àn)物质的力量(liàng)进入其(qí)中。

于是科(kē)学家们通过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量(liàng)了距离星(xīng)系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢(qīng)元(yuán)素，发(fā)现它(tā)们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力学定(dìng)律。我(wǒ)们(men)的太阳系也不(bù)例(lì)外，太阳系位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据(jù)万有引力定律进行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运(yùn)行速度(dù)应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加(jiā)速度(dù)的原(yuán)因很可能就是存(cún)在(zài)着(zhe)一种我们看不到的(de)物质，是(shì)这(zhè)些(xiē)暗物(wù)质的引力(lì)效应(yīng)将星(xīng)系聚集在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越(yuè)多的研(yán)究人员(yuán)开始相信暗物质的(de)存在。科学家(jiā)根据(jù)星系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算在星(xīng)系(xì)当中暗物(wù)质的(de)质量占整个星(xīng)系(xì)质(zhì)量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并(bìng)不(bù)是(shì)唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个现象的原(yuán)因(yīn)。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力(lì)效(xiào)应(yīng)的遥远恒(héng)星之间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差(chà)异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一个反常(cháng)的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星(xīng)系(xì)距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是(shì)星(xīng)系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之(zhī)一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星(xīng)系(xì)必须存在暗物质，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测(cè)量之后，发现(xiàn)星系(xì)中(zhōng)的恒(héng)星运动是可以(yǐ)用正常的物(wù)质和力(lì)学定律来解释的。那么又有人提(tí)出，也许该星(xīng)系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的另一(yī)个大(dà)星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成这些现象的(de)除(chú)了暗物(wù)质的假说之外，另一种可(kě)能就是(shì)人类对引力的(de)理解还不(bù)够全面，引力(lì)很可(kě)能(néng)在(zài)不同尺度空间中(zhōng)的工作方(fāng)式(shì)是不同的，这(zhè)意(yì)味着在行星系尺度中的(de)天(tiān)体会沿着它(tā)们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解的(de)方式运动。但是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引(yǐn)力之间(jiān)的相互作用(yòng)则是不同的(de)方(fāng)式。对于在星系团之间的(de)相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的(de)规模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意(yì)味着我们需要对现(xiàn)在的物理(lǐ)定律进行修正，这(zhè)些发现也(yě)让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理论就(jiù)此终结。但是(shì)在宇宙(zhòu)当(dāng)中还有关于暗物质存在的其他的(de)理论证(zhèng)据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成(chéng)，类似(shì)这样(yàng)的(de)星团，它(tā)们大部分的普(pǔ)通(tōng)质量都在星系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就(jiù)会导(dǎo)致温度的急剧升(shēng)高，速度(dù)大幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹(dàn)星系团大部(bù)分的质(zhì)量将位于(yú)所有这(zhè)些气(qì)体所在的中间(jiān)区(qū)域。那么我们通过什么来验证它(tā)的质量区域到底(dǐ)是不(bù)是(shì)集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第(dì)一(yī)张全(quán)彩(cǎi)的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片，在(zài)照片中我(wǒ)们可以明显地看(kàn)到很多星(xīng)系似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是(shì)韦伯(bó)望(wàng)远镜出了什么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远的天体和我(wǒ)们(men)地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引(yǐn)力透镜效(xiào)应(yīng)。这个巨大(dà)的(de)天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对子(zi)弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大质量区域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法(fǎ)就是当(dāng)星团发生(shēng)全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质量气体(tǐ)被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通(tōng)过了(le)这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗物质(zhì)存在的迄今(jīn)为(wèi)止最好的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙(zhòu)大(dà)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(zhòu)当(dāng)中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐(fú)射。其中红(hóng)色的部(bù)分(fēn)表示温度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之(zhī)间(jiān)的温差只有万分之一(yī)。

科学(xué)家们通过对前(qián)景背景分离后的(de)二(èr)值(zhí)图像进行连(lián)通域提取(qǔ)和标记之(zhī)后发现，如(rú)果(guǒ)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)没(méi)有暗物质，图形看起来不应(yīng)该是这样的(de)，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变(biàn)得(dé)看起来(lái)“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背景辐(fú)射的测(cè)量值(zhí)，我们(men)需要的暗(àn)物质大约是(shì)普通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需(xū)要的暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就(jiù)很好地解释了很(hěn)多不同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着某种类(lèi)型的粒子，它们(men)不参与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引(yǐn)力来相(xiāng)互作用。所以如(rú)果能够找到这(zhè)种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗(àn)物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什(shén)么(me)？科(kē)学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不(bù)同的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验(yàn)方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看(kàn)不(bù)见、摸不到(dào)，几乎不(bù)会与常规物质相互作(zuò)用的(de)“暗物质”，科学家们(men)已经进(jìn)行(xíng)了(le)超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质性(xìng)的(de)发现，除了一(yī)个地方(fāng)，意(yì)大利(lì)的格兰(lán)萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验(yàn)室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测(cè)器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称(chēng)观测到了某种(zhǒng)信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据(jù)收集，人们发现了(le)一个有趣的事情(qíng)。探测率会(huì)在每年的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样(yàng)。一些科学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质的第一(yī)个(gè)直接(jiē)证据。

但是(shì)为什(shén)么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物(wù)质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在(zài)以(yǐ)这(zhè)样的速(sù)度在穿越着暗物质流(liú)，这个过(guò)程中会(huì)产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳(yáng)的(de)方向(xiàng)与太阳环(huán)绕(rào)银河系的方向是一致(zhì)的，而另外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的(de)时候，地(dì)球与太(tài)阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快(kuài)的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳(yáng)系相对(duì)银河系的(de)平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效性。

因此科(kē)学家认为(wèi)这可(kě)以用来(lái)解释，研究人(rén)员们所观测到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的(de)差异也可(kě)能是温度(dù)、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的(de)积雪，甚(shèn)至(zhì)连意大利游(yóu)客(kè)的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南半球建立了一个几乎(hū)相同的实(shí)验室(shì)，这里的季节(jié)与(yǔ)之(zhī)前的实验室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流的(de)运(yùn)动特征(zhēng)和第(dì)一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相(xiāng)同的信号(hào)，就可(kě)以成为(wèi)暗物质(zhì)所存在的非常有(yǒu)力的证(zhèng)据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目(mù)前(qián)还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用(yòng)途就是(shì)探索暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的(de)结果(guǒ)，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭(shì)目以(yǐ)待了。费米实验室(shì)粒(lì)子天体物(wù)理中心的(de)科学家丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发现，如朵朵野花什么微风在田野里什么 朵朵野花迎着微风在田野里翩翩起舞是拟人句吗果暗物质存在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生命进(jìn)化的一(yī)个重要因素。

如果这一理论得到进一步(bù)的证实(shí)，那(nà)么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味(wèi)着(zhe)人(rén)类并不(bù)孤(gū)单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落(luò)的行星上，暗物(wù)质(zhì)正在通过(guò)这样的效应创造(zào)生命。当然(rán)，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗物质存在的(de)实际(jì)证据。那么小伙伴们，你们(men)觉(jué)得(dé)暗物质到(dào)底存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

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 朵朵野花什么微风在田野里什么 朵朵野花迎着微风在田野里翩翩起舞是拟人句吗