宇(yǔ)宙是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物质存在的证据，科(kē)学家(jiā)们(men)在过去的几十年当中进行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次的长期实验(yàn)，但是却没有发(fā)现任何的有(yǒu)效证据。除了一(yī)个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定(dìng)律，它揭(jiē)示了(le)宇宙中天体运动(dòng)的规(guī)律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现(xiàn)某(mǒu)些天(tiān)体运行(xíng)轨道出(chū)现(xiàn)异常，不符(fú)合(hé)万(wàn)有引力(lì)定律的时候，他们就会知道(dào)，周围(wéi)一(yī)定有未知的(de)天体通(tōng)过(guò)引力在摄动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算并且发现了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)所(suǒ)取得重大天文成就的(de)例子。但(dàn)是这些发现都是在恒(héng)星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当我们上升(shēng)到星系或(huò)者是星团(tuán)的尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨(cí)兹威(wēi)基正在研(yán)究和测量后发星系团的质量(liàng)。这是一个由数千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大(dà)星(xīng)系团，这些(xiē)星系被(bèi)引力(lì)束(shù)缚在(zài)一起。测量星系(xì)团的质量一般会使用到两种方(fāng)法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需(xū)要的数据(jù)是测量各(gè)个星系的(de)光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个(gè)星(xīng)系相对于(yú)星系团的运动速度。当测量(liàng)结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座(zuò)星系团有99%的质量消失了(le)，或者说这(zhè)99%的(de)质量并不以可见光的形(xíng)式所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过程(chéng)中，兹(zī)威基发(fā)现(xiàn)星系团(tuán)中很多(duō)星(xīng)系的速度(dù)比理(lǐ)论上要快得多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星系的(de)质量所产生的引力是无法将(jiāng)它(tā)们束缚在(zài)星系团(tuán)内的，它们早就应(yīng)该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有一种(zhǒng)神秘(mì)的(de)力量(liàng)在(zài)起作用，这种力量来源于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分(fēn)不(bù)可见的暗质(zhì)，它(tā)不发(fā)散(sàn)光、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它们却(què)占据着(zhe)宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人们(men)对(duì)这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学(xué)家(jiā)维拉(lā)鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道上的运行速度就(jiù)会越慢。但(dàn)是他(tā)们观测的(de)结果却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距(jù)离(lí)的增加，恒(héng)星的旋转速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系(xì)当中如果没(méi)有足够(gòu)大的质量来吸引它们(men)，这些外(wài)围的恒星早就被甩到(dào)宇(yǔ)宙当中了。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科(kē)学家们(men)会使用一种相对(duì)标准的方法来解释暗(àn)物质的存(cún)在，这种方法就是测量(liàng)星(xīng)系当中气体在X轴上(shàng)距离(lí)星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就认为是(shì)由暗物质(zhì)的(de)力量进入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测量(liàng)了距离星(xīng)系中心更远距(jù)离的氢元素，发(fā)现它(tā)们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛(niú)顿(dùn)的(de)力学(xué)定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例(lì)外，太阳(yáng)系位于银河系(xì)的第三悬臂(bì)之(zhī)上(shàng)，距离(lí)银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进行计(jì)算，太阳系(xì)的(de)运行速度应(yīng)该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕(rào)银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向(xiàng)心加(jiā)速(sù)度的原(yuán)因(yīn)很可能就(jiù)是存在着一(yī)种我们看不(bù)到的(de)物质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚(jù)集(jí)在了一(yī)起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越来(lái)越多的研究人(rén)员开始相信(xìn)暗物(wù)质的存在。科学(xué)家根据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道的(de)速(sù)度，估算(suàn)在星(xīng)系(xì)当(dāng)中暗(àn)物质的(de)质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯(wéi)一可以解(jiě)释这个(gè)现象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现(xiàn)速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系(xì)不多，但是星系当中存在(zài)的恒星数(shù)量却(què)只(zhǐ)有(yǒu)银(yín)河系的千(qiān)分之一。

所以在(zài)理论上(shàng)，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学(xué)家(jiā)们使用(yòng)最先进的望远镜对其(qí)进行了40个小(xiǎo)时的(de)详细测量之后，发(fā)现星(xīng)系中的恒(héng)星运动是(shì)可(kě)以(yǐ)用正常的物质和(hé)力学(xué)定律来解释的。那么又(yòu)有人(rén)提(tí)出(chū)，也(yě)许(xǔ)该星系的(de)暗物质，已经被附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的(de)附近没有任何星系(xì)存在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物质(zhì)的(de)假说之外，另一种可(kě)能就是人类对引力的理解还不(bù)够全面，引力很(hěn)可能(néng)在不同(tóng)尺度空间(jiān)中的(de)工作方式是不同的(de)，这意味着(zhe)在行星系尺度中的(de)天体(tǐ)会沿着它们(men)的(de)轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方(fāng)式运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用(yòng)则(zé)是不同的方式。对于在星系团之间的相互作用，科(kē)学家(jiā)还引入了(le)外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的质量之(zhī)间(jiān)会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味(wèi)着(zhe)我(wǒ)们需要对现在(zài)的物理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很多(duō)人认为暗(àn)物(wù)质假(jiǎ)说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中还(hái)有关于暗物质(zhì)存(cún)在的(de)其他的(de)理论证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的(de)星团，它们大(dà)部(bù)分的普通(tōng)质量都(dōu)在星系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互(hù)作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所(suǒ)在的中间区域。那(nà)么我们通过什么来验证它的质(zhì)量区域到(dào)底是不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片(piàn)，在照片(piàn)中我们可以明显地看到(dào)很多(duō)星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变(biàn)。其实这(zhè)些星系本身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯望(wàng)远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的(de)天(tiān)体和我们地球上的观(guān)测(cè)者之(zhī)间(jiān)。被一(yī)个质量超级巨大(dà)的(de)天体(tǐ)遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的东西的(de)引力，会使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星(xīng)系的(de)光(guāng)都发生了扭曲(qū)。这(zhè)个(gè)现象就是(shì)引力透镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物(wù)质。

所以当人们(men)对子(zi)弹星(xīng)系团观测的(de)时候，发(fā)现它(tā)的(de)大质(zhì)量区域(yù)并不是在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当(dāng)星团(tuán)发生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测(cè)到(dào)的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被(bèi)认为(wèi)是暗物质存在的(de)迄今为(wèi)止(zhǐ)最好(hǎo)的理(lǐ)论证据。

除(chú)此之外，还有来(lái)自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年之后，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景(jǐng)上留(liú)下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的部分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷(lěng)的区(qū)域，但实(shí)际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分(fēn)之(zhī)一。

科学家(jiā)们通过对(duì)前景背景分(fēn)离后的(de)二值图(tú)像(xiàng)进(jìn)行连(lián)通域提取和标记之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这(zhè)样(yàng)的(de)，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值的(de)幅度会减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解(jiě)释星系(xì)当中恒(héng)星运动所需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一(yī)致的(de)。这就意味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很(hěn)多不(bù)同的观(guān)测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任(rèn)何其(qí)他的电磁作(zuò)用，只通过引力来(lái)相互作用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在，就相当于(yú)找到了暗物质(zhì)存(cún)在的实际(jì)证据。这(zhè)种(zhǒng)粒子到底是什(shén)么？科(kē)学家们(men)已经提出(chū)了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标粒子所需要的实验方式(shì)也不相同。在(zài)过去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发(fā)现，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏着地球上最(zuì)大(dà)的地学实验室，这个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于(yú)寻找(zhǎo)暗物质粒子的周(zhōu)期性(xìng)震(zhèn)荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称观测(cè)到了某种(zhǒng)信号。经过了20多(duō)年的数据(jù)收集，人们(men)发(fā)现了一个有趣(qù)的(de)事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而(ér)且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类(lèi)发现暗(àn)物质的(de)第(dì)一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度信号(hào)呢？刚才(cái)我们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银(yín)河(hé)系进行移动，那么如(rú)果暗(àn)物质存在宇宙(zhòu)当中，这(zhè)意味着我们也(yě)在以这样的(de)速度(dù)在穿越着(zhe)暗物(wù)质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生相应的振(zhèn)荡(dàng)，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方(fāng)向是一致的(de)，而另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的(de)时候，地球与太(tài)阳(yáng)的方(fāng)向正好达到完(wán)全(quán)一(yī)致，这是理论上地(dì)球(qiú)穿(chuān)越暗物质(zhì)流(liú)最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达(dá)到了最(zuì)慢(màn)值。尽管在实(shí)际的(de)情况中(zhōng)，太阳系相对银(yín)河系的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响(xiǎng)这(zhè)个理论(lùn)的(de)有效性(xìng)。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们(men)所观测到的(de)周期性信号。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周期信号(hào)的(de)差异也可能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的(de)数量(liàng)也(yě)符合这个周期的规律。

苯可以和溴水发生反应吗为什么，苯可以和溴水发生加成反应吗a-w="1545" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/8743f9db0f4ec1b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个几乎(hū)相(xiāng)同的实(shí)验室，这(zhè)里(lǐ)的(de)季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可以得(dé)到相同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗(àn)物质所(suǒ)存在的(de)非常有(yǒu)力的证(zhèng)据了。但(dàn)是由于这个(gè)实(shí)验室刚刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所以截(jié)至(zhì)目前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望(wàng)远镜其中一(yī)个关键的(de)用途就是探(tàn)索暗物(wù)质背后的(de)奥秘，对于探测(cè)的结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学(xué)家(jiā)丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可(kě)能(néng)拥有另(lìng)一种神(shén)秘的(de)效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙苯可以和溴水发生反应吗为什么，苯可以和溴水发生加成反应吗当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化的(de)一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证(zhèng)实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这(zhè)样的效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存(cún)在呢？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞，你的支持是我(wǒ)更新的动力！

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