宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在(zài)的(de)证(zhèng)据(jù)，科(kē)学(xué)家们在过去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长期实验，但是(shì)却(què)没有发现任何的有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年出(chū)版的(de)自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它(tā)揭示了(le)宇宙中天(tiān)体运(yùn)动的规律。往后的几(jǐ)百年来(lái)，当天文学家们发(fā)现某些天体(tǐ)运(yùn)行轨道出现异常，不(bù)符(fú)合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的时候(hòu)，他们就会(huì)知(zhī)道，周围(wéi)一定(dìng)有未知(zhī)的(de)天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道(dào)的异常，推(tuī)算并(bìng)且(qiě)发现了海王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引(yǐn)力定律所取得重大天文成就的(de)例子。但是(shì)这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系(xì)或(huò)者是星(xīng)团的尺度(dù)，事情就(jiù)开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正在(zài)研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数(shù)千个(gè)星(xīng)系所组成(chéng)的巨(jù)大星系(xì)团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量(liàng)星(xīng)系团的质(zhì)量一般(bān)会使用到两种方法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就可(kě)以(yǐ)确(què)定(dìng)其质量的(de)范围。

第(dì)一种是(shì)获(huò)得(dé)其"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系(xì)的光度。

第二(èr)种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团(tuán)的运动速(sù)度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座(zuò)星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量并不以可(kě)见光的(de)形式所存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团(tuán)中(zhōng)很多星系的速(sù)度比理论上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质量所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在星系团(tuán)内的，它们早就应该被(bèi)抛出星系团之(zhī)外了(le)，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗质(zhì)，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时的(de)人们对这(zhè)样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词(cí)才(cái)再(zài)一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星(xīng)系中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒(héng)星在其轨道上的(de)运行(xíng)速度(dù)就会(huì)越慢。但是他们观(guān)测的结果却(què)让(ràng)人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心(xīn)距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿(dùn)的万有引力(lì)定律(lǜ)，在星系(xì)当中如(rú)果没(méi)有足够大的质量(liàng)来吸引(yǐn)它们(men)，这(zhè)些外围的恒(héng)星早就(jiù)被(bèi)甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学(xué)家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的(de)方法来解释暗物质的存在(zài)，这种方法(fǎ)就是测量(liàng)星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离(lí)星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的(de)旋转速度(dù)。如果出现异常的结(jié)果，就认为是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过射(shè)电望(wàng)远镜测量(liàng)了(le)距(jù)离(lí)星系(xì)中(zhōng)心(xīn)更远(yuǎn)距离的氢元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太(tài)阳(yáng)系(xì)也不例外，太阳(yáng)系位于(yú)银河(hé)系的第三(sān)悬(xuán)臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进行计算，太阳系的(de)运行(xíng)速度(dù)应该(gāi)是160千米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度(dù)远远大于理论(lùn)速度，那么产生以(yǐ)上这(zhè)种向心加速度的原因很(hěn)可(kě)能就是存在着一种我们看(kàn)不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一(yī)起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始，越来越(yuè)多的研(yán)究(jiū)人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星系当中暗物(wù)质的质量(liàng)占整个(gè)星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个(gè)现象的原因。在(zài)一项新的(de)研(yán)究(jiū)当中，科学(xué)家们发(fā)现，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差(chà)异。另外，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了(le)一个(gè)反(fǎn)常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当(dāng)中存在(zài)的(de)恒星数量(liàng)却只有银河系的千分(fēn)之一。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该(gāi)星系必(bì)须存在暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜(jìng)对(duì)其进行了40个小(xiǎo)时的详细测(cè)量之后，发现(xiàn)星系(xì)中的(de)恒星运动是(shì)可(kě)以用正常的物质和力学(xué)定律(lǜ)来解释的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已(yǐ)经被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这些(xiē)现象(xiàng)的除了暗物(wù)质(zhì)的假说之外，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力的理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度(dù)空间中的工作方式是不同的，这(zhè)意味着在行(xíng)星(xīng)系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按照我们(men)所理解的方(fāng)式运(yùn)动(dòng)。但是上(shàng)升到星系和(hé)星(xīng)团的(de)尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的(de)相(xiāng)互作用(yòng)则是不同(tóng)的方式。对(duì)于在星系团之间(jiān)的相互作用，科(kē)学(xué)家还引入了外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会(huì)产生(shēng)对(duì)彼(bǐ)此特殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物理定(dìng)律进行修(xiū)正，这些发现也(yě)让很多人认为暗物质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的其他(tā)的(de)理论证据，这些(xiē)理论证据(jù)是蒙德理论所(suǒ)没法解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿(yì)光年的(de)子弹星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星(xīng)系团所组成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们大部分(fēn)的(de)普(pǔ)通质量都在星(xīng)系的(de)气体(tǐ)当中。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际(jì)气体的相互(hù)作用(yòng)就会导(dǎo)致温(wēn)度的急(jí)剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将(jiāng)位于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的(de)中间区域。那么我们通(tōng)过什么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底是(shì)不是集中(zhōng)在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当中第(dì)一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到很多(duō)星系似(shì)乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也(yě)不是(shì)韦伯望(wàng)远镜出(chū)了什么问(wèn)题，而是这样极(jí)遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东(dōng)西的引力，会(huì)使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生(shēng)了(le)扭(niǔ)曲。这个现(xiàn)象就(jiù)是引力透(tòu)镜效应。这个(gè)巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的时候，发(fā)现它(tā)的大质(zhì)量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方法就是(shì)当星团(tuán)发生全部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则(zé)直(zhí)接通过了(le)这个(gè)区域，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子(zi)弹星(xīng)系团的引力透(tòu)镜(jìng)研(yán)究(jiū)也(yě)被认为是暗物质存在的迄(qì)今为止最(zuì)好(hǎo)的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中最(zuì)古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光(guāng)终于(yú)可以(yǐ)畅通无(wú)阻地穿越在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)了(le)。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景上留下(xià)了各相(xiāng)同性的(de)微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对(duì)较(jiào)冷的区域，但实际上它们之间(jiān)的温(wēn)差只(zhǐ)有万(wàn)分之一。

科学家们通过对(duì)前(qián)景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通域提(tí)取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形看起来不应该(gāi)是(shì)这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅度(dù)会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇(yǔ)宙微波(bō)背景辐射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗(àn)物质(zhì)大约是(shì)普(pǔ)通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中(zhōng)恒星运动所需要(yào)的(de)暗物质(zhì)比(bǐ)例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个简单的(de)理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不(bù)同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不(bù)参(cān)与任(rèn)何其他的电磁(cí)作(zuò)用(yòng)，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到(dào)这种粒子的存在(zài)，就相当于找到(dào)了暗物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底是(shì)什么？科学家们(men)已经(jīng)提出了数十种(zhǒng)的假想目(mù)标，而要寻找这些不同(tóng)的目(mù)标粒子所需要的实(shí)验方式也(yě)不相同(tóng)。在过(guò)去(qù)的几十年当中，人类(lèi)为了寻(xún)找这些看不见、摸不(bù)到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的(de)实(shí)验，却没(méi)有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除了一(yī)个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室(shì)，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测(cè)到了某种信(xìn)号。经过了20多年(nián)的数(shù)据收(shōu)集(jí)，人(rén)们发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年(nián)的6月(yuè)份达(dá)到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降到最低，而(ér)且在(zài)20年当(dāng)中每年(nián)都(dōu)是一样(yàng)。一些科学家认为这可能是人(rén)类(lèi)发现(xiàn)暗物(wù)质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周(zhōu)期性(xìng)的(de)年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕太(tài)阳的方(fāng)向与太(tài)阳环绕银河系(xì)的方向是(shì)一(yī)致的，而另(lìng)外半年则(zé)与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流最(zuì)快的时(shí)段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到(dào)了最慢(màn)值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳(yáng)系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这个理论的有效(xiào)性。

因此科(kē)学家认为这可以(yǐ)用来解释，研(yán)究人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的情况，造成这(zhè)种(zhǒng)年(nián)度周期信(xìn)号的差异也可(kě)能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连意大利(lì)游客的(de)数量也(yě)符(f挂号信几天能到，一般什么情况会用挂号信ú)合(hé)这个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建立了(le)一个几乎(hū)相同的实验(yàn)室，这里的(de)季节与(yǔ)之前(qián)的实验(yàn)室正(zhèng)好相反，而在这里，地(dì)球穿(chuān)过暗物(wù)质流的(de)运动(dòng)特征和第一个实验室是(shì)一(yī)样的(de)。

因此，如果在(zài)这里(lǐ)可以得到相(xiāng)同的信号，就可以(yǐ)成为(wèi)暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了(le)。但(dàn)是由于这个实验室刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野是哈(hā)勃(bó)红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个(gè)关键的用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对(duì)于(yú)探测的结果，我们(men)只能(néng)拭目以待了(le)。费米(mǐ)实(shí)验室(shì)粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化的(de)一个(gè)重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一(yī)步的证(zhèng)实，那么(me)遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的(de)暗物质会不(bù)会意(yì)味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质(zhì)正在通(tōng)过这样的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存(cún)在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支(zhī)持(chí)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 挂号信几天能到，一般什么情况会用挂号信