宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会存(cún)在科学无法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学(xué)家们在过去的(de)几(jǐ)十年(nián)当中进行了超过50次的长期实(shí)验(yàn)，但是却没有发现任何的有效证(zhèng)据。除了(le)一(yī)个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一(yī)书中，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它(tā)揭示了(le)宇宙中(zhōng)天体运动的(de)规(guī)律(lǜ)。往后的(de)几百年来，当天文学家(jiā)们发现某些天(tiān)体(tǐ)运行轨道出现(xiàn)异常，不(bù)符合万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)的(de)时候(hòu)，他(tā)们就会知(zhī)道，周围一定有未知的天体通(tōng)过引力在摄(shè)动它的(de)轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星运行轨道的异(yì)常，推算并且(qiě)发现了(le)海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得(dé)重大天文(wén)成(chéng)就(jiù)的例子。但是(shì)这些发现都(dōu)是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者是(shì)星团(tuán)的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，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(fā)星系团的(de)质量。这(zhè)是(shì)一个由数千个(gè)星(xīng)系所组(zǔ)成的巨大(dà)星(xīng)系团，这些星(xīng)系被引力束缚在(zài)一起。测量星系(xì)团的质量一(yī)般会使用(yòng)到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第(dì)一种是获得其"光(guāng)度学的(de)质量"，需要的数据是测量各个星系(xì)的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量(liàng)结果出(chū)来之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不(bù)以可见光的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的(de)是，在测(cè)量(liàng)速度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团中(zhōng)很(hěn)多(duō)星系的速(sù)度比理论(lùn)上要快(kuài)得多(duō)，按照(zhào)牛(niú)顿的(de)运动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产生的(de)引力是(shì)无法(fǎ)将它们束缚在星系团(tuán)内的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘(mì)的力(lì)量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力(lì)量来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光(guāng)，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中绝大(dà)部分的质(zhì)量。只是当时的人们(men)对这(zhè)样的一种说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座(zuò)星系中的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒(héng)星在其轨(guǐ)道上的运行(xíng)速度就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测(cè)的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可(kě)是(shì)根(gēn)据牛顿的万有引力定律，在星系当中(zhōng)如果(guǒ)没有足够大的(de)质量来(lái)吸引它(tā)们，这些外围的(de)恒星早就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这(zhè)种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会使用一(yī)种相对标准(zhǔn)的(de)方法(fǎ)来(lái)解释(shì)暗物质(zhì)的存在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测(cè)量(liàng)星系当中气体(tǐ)在X轴上距离(lí)星系中心的距(jù)离，以及在Y轴上气(qì)体的(de)旋(xuán)转速(sù)度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果，就认为是由(yóu)暗物质(zhì)的(de)力量(liàng)进入其中。

于是科学家(jiā)们(men)通(tōng)过射电望远镜(jìng)测(cè)量了距离(lí)星系中(zhōng)心更(gèng)远距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿(dùn)的力学(xué)定(dìng)律。我们的(de)太阳系也(yě)不例(lì)外，太(tài)阳系位(wèi)于银河系(xì)的(de)第三(sān)悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行(xíng)计(jì)算，太(tài)阳系(xì)的(de)运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际(jì)上，太(tài)阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于(yú)理论速度，那么产生(shēng)以上这(zhè)种向心加速度的(de)原因(yīn)很可能就是(shì)存在着一种我们看不到(dào)的(de)物质(zhì)，是(shì)这些(xiē)暗(àn)物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越多的(de)研究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根(gēn)据星系外恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估算在(zài)星系当中暗物质的质(zhì)量占整(zhěng)个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个(gè)现象(xiàng)的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中(zhōng)，科学家们(men)发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥(yáo)远恒星之间(jiān)，也会(huì)出(chū)现(xiàn)速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中存(cún)在的(de)恒星数(shù)量却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系(xì)必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最(zuì)先进的望远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星(xīng)运动是可(kě)以(yǐ)用正常(cháng)的物质和力学定律(lǜ)来解释的。那(nà)么又有(yǒu)人提出，也(yě)许该星系(xì)的暗物质，已经被附近(jìn)的(de)另(lìng)一个大星系剥(b东莞属于几线城市ō)离(lí)了。奇怪的(de)是，它的(de)附(fù)近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可能(néng)就是人类对引力(lì)的理(lǐ)解还不(bù)够全面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可能(néng)在不同尺度(dù)空间(jiān)中的工作(zuò)方式是不(bù)同(tóng)的，这意(yì)味着(zhe)在行星系尺度中的(de)天体会(huì)沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解(jiě)的方(fāng)式(shì)运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和(hé)星团(tuán)的(de)尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则(zé)是不同的方(fāng)式。对(duì)于在(zài)星(xīng)系(xì)团之间的相互作用，科学家还(hái)引入了外部场效应(yīng)的(de)概(gài)念，指的(de)是在数百万光(guāng)年的规(guī)模(mó)上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也(yě)让很(hěn)多人(rén)认为暗物(wù)质(zhì)假说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有(yǒu)关于暗物质存在的(de)其他的理论(lùn)证据，这些(xiē)理论(lùn)证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年(nián)的(de)子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万(wàn)公(gōng)里(lǐ)/小时发(fā)生碰撞的(de)时候，星际气(qì)体的相互作(zuò)用就会导致温(wēn)度的(de)急(jí)剧(jù)升高，速(sù)度大(dà)幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于所有(yǒu)这些气体所在的(de)中间区域。那么我们通(tōng)过(guò)什么来验证它的质量区(qū)域(yù)到底(dǐ)是不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在照(zhào)片中(zhōng)我(wǒ)们可(kě)以明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉(lā)伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本身并不(bù)是(shì)真的被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是(shì)韦伯(bó)望远镜出(chū)了什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象就(jiù)是引(yǐn)力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并不是在中间，而(ér)是在两侧(cè)。所以(yǐ)最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可(kě)被观测到的质量气体(tǐ)被卡(kǎ)在(zài)了中间，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过了这个区域(yù)，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今(jīn)为(wèi)止最(zuì)好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此之(zhī)外(wài)，还有来自宇宙当(dāng)中最(zuì)古(gǔ)老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿(yì)年(nián)之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了各相(xiāng)同性的(de)微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分表示温度较(jiào)高的区域(yù)，蓝(lán)色则表示相对较(jiào)冷的区域，但(dàn)实际上(shàng)它们之间(jiān)的(de)温差只有万(wàn)分(fēn)之(zhī)一。

科学家(jiā)们(men)通过(guò)对前景背景分(fēn)离后(hòu)的二(èr)值图(tú)像进行(xíng)连通域(yù)提(tí)取和(hé)标记(jì)之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不(bù)应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗物质的增加，一(yī)些(xiē)峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变得看起来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗(àn)物(wù)质(zhì)大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字(zì)与解释(shì)星系当中恒(héng)星运动所东莞属于几线城市需要(yào)的暗物(wù)质比例是一致(zhì)的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的(de)理论(lùn)框(kuāng)架(jià)，就很(hěn)好地(dì)解(jiě)释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型的粒子东莞属于几线城市，它(tā)们不参(cān)与任何其他的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗(àn)物(wù)质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学(xué)家们(men)已经提出了数(shù)十种(zhǒng)的假想目标(biāo)，而要寻(xún)找这(zhè)些不(bù)同的(de)目标粒(lì)子所需(xū)要的(de)实验方式(shì)也不相同(tóng)。在过去的几十年当中，人类(lèi)为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质(zhì)相互作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个(gè)地(dì)方，意(yì)大利的格兰(lán)萨索山，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下(xià)1400米处(chù)的地下矿井(jǐng)当中，藏着地(dì)球上最大的地学实验室(shì)，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼(lóu)高的探测器(qì)，一(yī)直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质粒子(zi)的周期性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多(duō)年的数据收集(jí)，人们(men)发(fā)现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科学家认为这可能是人类发现(xiàn)暗物质的第(dì)一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的(de)年度信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲了太阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果暗(àn)物质存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味(wèi)着我(wǒ)们也在以这(zhè)样的(de)速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程(chéng)中会产生(shēng)相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的(de)，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好(hǎo)达到完全一(yī)致，这是(shì)理论(lùn)上地球(qiú)穿(chuān)越暗物质(zhì)流最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到(dào)了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银(yín)河(hé)系的平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论(lùn)的有效性(xìng)。

因此科学家(jiā)认为这可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测(cè)到(dào)的周(zhōu)期性(xìng)信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的(de)情(qíng)况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连意大(dà)利游客(kè)的(de)数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在(zài)南半(bàn)球(qiú)建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前的实验室(shì)正(zhèng)好相(xiāng)反，而(ér)在这里，地球穿过暗(àn)物(wù)质流的运动特征和第(dì)一个实验室(shì)是一样的。

因此，如(rú)果(guǒ)在这里可以得到(dào)相同的信(xìn)号，就可以(yǐ)成(chéng)为暗(àn)物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力(lì)的证(zhèng)据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还无法(fǎ)提(tí)供(gōng)相应的数(shù)据支持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射(shè)一台新的(de)望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的(de)视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一个关键的(de)用途(tú)就是探(tàn)索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥(ào)秘(mì)，对于(yú)探测的结(jié)果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研(yán)究发(fā)现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它(tā)们极有可能(néng)拥有另(lìng)一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命(mìng)的(de)诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得到进一步的(de)证实，那么(me)遍(biàn)布宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗物质会不会(huì)意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质(zhì)正在通过(guò)这样(yàng)的效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(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 东莞属于几线城市