宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们(men)在过去的几十(shí)年当中进行了超过(guò)50次的长期实验，但是却没有发现任何的(de)有效(xiào)证据。除(chú)了一个(gè)地(dì)方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数(shù)学(xué)原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发表了(le)万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它揭示了(le)宇宙中天体运(yùn)动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文(wén)学家们发现某些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合(hé)万有引力定(dìng)律的时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的(de)天体(tǐ)通过引力(lì)在摄动(dòng)它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道(dào)的异(yì)常，推(tuī)算并且发现(xiàn)了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现都是应用万有(yǒu)引力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例子(zi)。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系(xì)统的尺度当中，可(kě)当我们上升到星系或者(zhě)是星(xīng)团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨(cí)兹威(wēi)基正在研(yán)究和测量(liàng)后发(fā)星系团的质量。这是一(yī)个(gè)由数千个星系所组成的巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引(yǐn)力束(shù)缚在一(yī)起。测量星(xīng)系团的质量(liàng)一般会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方法结(jié)果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其质量的(de)范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量(liàng)"，需要的数(shù)据是(shì)测量各个(gè)星系(xì)的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各(gè)个星系相对于星系(xì)团的运动速(sù)度。当测(cè)量结(jié)果出(chū)来之后，兹(zī)威基彻底懵了(le)，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍(bèi)。这意味着，后发座星(xīng)系(xì)团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失(shī)了，或者说这99%的(de)质量并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系(xì)的(de)速度比理论上要(yào)快(kuài)得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是(shì)无法(fǎ)将它们束缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们却占据(jù)着(zhe)宇宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人(rén)们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质(zhì)”这个词才再(zài)一(yī)次(cì)出现。天(tiān)文学(xué)家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特福特(tè)在观测(cè)仙女(nǚ)座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会(huì)越(yuè)慢。但(dàn)是他(tā)们观测的结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据(jù)牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力定律，在(zài)星(xīng)系当中如(rú)果没有足够大的质量来吸引它们(men)，这些外(wài)围的恒星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科(kē)学家们(men)会使(shǐ)用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法(fǎ)来(lái)解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种方法就是(shì)测(cè)量星系(xì)当(dāng)中气体在X轴上(shàng)距离星系中(zhōng)心的距离，以及(jí)在(zài)Y轴上(shàng)气体的(de)旋转速度。如果出现异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗(àn)物质(zhì)的(de)力(lì)量进(jìn)入其中。

于是(shì)科(kē)学(xué)家们(men)通过射(shè)电望远镜测量了距离星(xīng)系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太(tài)阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围(wéi)绕(rào)银河(hé)系旋转，这个(gè)实(shí)际速度远远大于理论速度，那么(me)产生以上这(zhè)种向心加速度(dù)的原因很可(kě)能就(jiù)是(shì)存在着(zhe)一种我们看(kàn)不到的(de)物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应(yīng)将星(xīng)系(xì)聚集(jí)在(zài)了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根(gēn)据(jù)星系外恒星(xīng)轨道的速度，估算(suàn)在星系当中暗物质(zhì)的(de)质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并(bìng)不(bù)是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几乎(hū)没有(yǒu)引力效应(yīng)的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一(yī)个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系(xì)不(bù)多，但是星系(xì)当中(zhōng)存(cún)在的恒星数量(liàng)却(què)只有银河系的(de)千分(fēn)之一。

所以在理论上，该星系必须(xū)存在暗(àn)物(wù)质，否则(zé)就会(huì)分崩离(lí)析。但(dàn)是科(kē)学家们使用最先进的(de)望远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时(shí)的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星运动(dòng)是可以用(yòng)正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提(tí)出，也(yě)许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大(dà)星(xīng)系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可(kě)能就是人类(lèi)对引力的理解还不够全(quán)面，引力(lì)很(hěn)可能在不同尺度(dù)空间中的工(gōng)作(zuò)方(fāng)式是不同的(de)，这意(yì)味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我(wǒ)们所理(lǐ)解的方式运动(dòng)。但是上升到星系(xì)和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互作(zuò)用则是不同(tóng)的方式(shì)。对于在(zài)星(xīng)系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入(rù)了外部场效应的概(gài)念，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的质量之间会产生pp7塑料杯能不能装开水对彼此(cǐ)特殊(shū)的效果(guǒ)，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成(chéng)立，这意味着我(wǒ)们(men)需(xū)要对(duì)现在的物理(lǐ)定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发现也让很(hěn)多(duō)人认为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关于(yú)暗物质(zhì)存(cún)在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样(yàng)的星团(tuán)，它们大部(bù)分的普通(tōng)质量都在(zài)星系的气(qì)体当中。当星(xīng)团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的(de)相互(hù)作用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分的质量(liàng)将(jiāng)位于(yú)所(suǒ)有(yǒu)这些(xiē)气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的(de)质(zhì)量区域(yù)到(dào)底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空望远镜传(chuán)回了(le)宇宙当(dāng)中第一张(zhāng)全(quán)彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到很多(duō)星系似乎(hū)被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星(xīng)系本(běn)身并不(bù)是(shì)真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么(me)问题，而是(shì)这(zhè)样极遥远的天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这(zhè)个现(xiàn)象就是(shì)引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这个巨大(dà)的(de)天体可(kě)能是(shì)超(chāo)大质量的黑洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它(tā)的(de)大质量区(qū)域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释(shì)方法就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观(guān)测到的质(zhì)量(liàng)气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个区域，并(bìng)在两边形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力(lì)透镜研究也被(bèi)认为是暗物(wù)质存在的迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最(zuì)古老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。经过了(le)130多(duō)亿年(nián)之后，这些(xiē)光(guāng)在(zài)宇宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域(yù)，但实(shí)际上它们之间的温差(chà)只有(yǒu)万分之一(yī)。

科学家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离后(hòu)的(de)二值图(tú)像进行(xíng)连通域提取和(hé)标(biāo)记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来不(bù)应该是这样的(de)，而随着暗物(wù)质的(de)增加，一些峰值的(de)幅度会减小，才(cái)变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测(cè)量值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解(jiě)释(shì)星系(xì)当中恒星运动所需要的(de)暗物质比例(lì)是一致的(de)。这就意味着。

用了(le)一个简单(dān)的理论框架，就很好(hǎo)地解释(shì)了(le)很多不同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子(zi)，它们(men)不参(cān)与任何其他的电磁(cí)作用，只通过引力来相互作(zuò)用(yòng)。所(suǒ)以如(rú)果能够(gòu)找到(dào)这种粒子(zi)的(de)存(cún)在(zài)，就相(xiāng)当于找到了暗物质(zhì)存在(zài)的实(shí)际(jì)证据。这种粒子到底是什么？科学家(jiā)们(men)已经提出(chū)了数(shù)十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同(tóng)的(de)目标粒子(zi)所需要的(de)实(shí)验方式(shì)也(yě)不相同。在过去的(de)几十(shí)年当中，人(rén)类为了寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的(de)实验，却没有任何实质(zhì)性(xìng)的发现(xiàn)，除了一(yī)个(gè)地方，意大利(lì)的(de)格(gé)兰pp7塑料杯能不能装开水萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着地(dì)球上(shàng)最大的(de)地学实验(yàn)室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个三层楼高的探(tàn)测(cè)器，一直致力于寻(xún)找暗物质(zhì)粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某(mǒu)种信(xìn)号(hào)。经过(guò)了20多(duō)年(nián)的数据收集，人们发现了(le)一(yī)个有(yǒu)趣的(de)事情。探测率会在每(měi)年的(de)6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在(zài)11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样(yàng)。一(yī)些科学家认(rèn)为这可能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗(àn)物质会产生周(zhōu)期性的(de)年度(dù)信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在(zài)穿越着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕(rào)银(yín)河系的方向是一(yī)致的，而另外半(bàn)年(nián)则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地(dì)球(qiú)与(yǔ)太阳的方向正好达(dá)到(dào)完(wán)全一致(zhì)，这(zhè)是理论上地(dì)球穿越暗(àn)物质(zhì)流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不(bù)影(yǐng)响这个理论的(de)有效性。

因此科学家(jiā)认为这可以(yǐ)用来解释，研究(jiū)人员们所观(guān)测到的(de)周期性信(xìn)号。当然(rán)也可能有其他(tā)的(de)情况，造成这(zhè)种年(nián)度周(zhōu)期信号的差(chà)异(yì)也可能是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山(shān)上的积(jī)雪(xuě)，甚至(zhì)连意大利游客(kè)的(de)数量也符合这个周期(qī)的(de)规(guī)律。

所(suǒ)以，科学家们(men)又在南半球建立(lì)了(le)一个几(jǐ)乎(hū)相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的(de)实验(yàn)室正好相反，而在这里，地(dì)球(qiú)穿过(guò)暗物质流的运动特征和(hé)第一(yī)个(gè)实验室是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以(yǐ)得到(dào)相同的信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存(cún)在的非常(cháng)有力的证据了。但是(shì)由于(yú)这(zhè)个(gè)实验室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望(wàng)远镜，这台(tái)太空望远镜叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器提供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键(jiàn)的(de)用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结(jié)果(guǒ)，我们(men)只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质存在，它(tā)们极(jí)有可能(néng)拥有另(lìng)一种神秘的(de)效应，这(zhè)种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞(dàn)生，或者说(shuō)是生(shēng)命进化的(de)一个(gè)重要(yào)因素(sù)。

如果这一理论得(dé)到进一步的(de)证实(shí)，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会(huì)不会意味着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)某个角落的(de)行星上(shàng)，暗物质正在(zài)通过这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是(shì)要先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗物质存在(zài)的实际(jì)证(zhèng)据。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物质到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 pp7塑料杯能不能装开水