宇宙是“人为制造”的？为何会存在(zài)科学(xué)无法解释(shì)的“暗(àn)物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人(rén)类为(wèi)了(le)寻找暗物(wù)质存在的(de)证据，科学(xué)家们在(zài)过去(qù)的几十(shí)年当中(zhōng)进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据(jù)。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原(yuán)理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动的规律。往(wǎng)后(hòu)的几百年来(lái)，当天(tiān)文学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出(chū)现异常(cháng)，不符合(hé)万有引力(lì)定律的时候，他们(men)就(jiù)会知道(dào)，周围一定有未(wèi)知(zhī)的天(tiān)体通过引(yǐn)力在(zài)摄(shè)动它的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨(guǐ)道的异(yì)常，推算(suàn)并且发(fā)现(xiàn)了海王星的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文成就的(de)例子。但(dàn)是这(zhè)些发现都(dōu)是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到(dào)星系(xì)或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后发(fā)星系团的(de)质量。这是一个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这(zhè)些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量(liàng)星系团的质量一般会使用到(dào)两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致(zhì)，就(jiù)可以(yǐ)确定其(qí)质量的范(fàn)围(wéi)。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度学(xué)的质(zhì)量"，需要的数据(jù)是(shì)测(cè)量各个(gè)星系的(de)光度。

第二种是(shì)动力学质量的(de)计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运(yùn)动速(sù)度。当(dāng)测量结果(guǒ)出(chū)来(lái)之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了(le)，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量(liàng)消失(shī)了，或(huò)者说这99%的质量(liàng)并不(bù)以可见(jiàn)光(guāng)的形式所存在，我们无法看到。最诡异的(de)是(shì)，在测(cè)量速度的(de)过程中(zhōng)，兹威基发现星系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快得(dé)多，按(àn)照牛顿(dùn)的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见(jiàn)星系的质量所(suǒ)产生的引力是无法将(jiāng)它(tā)们束(shù)缚在星系团内的，它(tā)们早就(jiù)应该被抛出星系(xì)团之(zhī)外了，除非有一种神秘的(de)力量(liàng)在(zài)起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

48k纸是多少厘米 48k纸是a4纸的一半吗 data-ratio="0.6186612576064908" data-type="jpeg" data-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹维基提(tí)出了这(zhè)样部分不(bù)可(kě)见的暗质(zhì)，它(tā)不发散(sàn)光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但(dàn)是(shì)它们(men)却(què)占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量(liàng)。只(zhǐ)是当时的人们(men)对(duì)这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到448k纸是多少厘米 48k纸是a4纸的一半吗0年之后，“暗物质”这个(gè)词才(cái)再一次出现。天(tiān)文(wén)学家维拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福(fú)特在观测(cè)仙女座(zuò)星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速(sù)度就会(huì)越慢。但是他们观(guān)测的(de)结果却(què)让人感到不可思议。

随(suí)着(zhe)与中心距离(lí)的增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保(bǎo)持不变。可是(shì)根据(jù)牛顿的万有引(yǐn)力(lì)定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的质(zhì)量来吸引它们(men)，这些外(wài)围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中了。基于(yú)这种现象，科学家(jiā)们会使用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来解(jiě)释暗(àn)物质的存在(zài)，这种方(fāng)法(fǎ)就是测量星系(xì)当中气(qì)体在(zài)X轴上距离星系(xì)中心的(de)距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速度(dù)。如果出现异常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于是(shì)科学(xué)家们通过射电(diàn)望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的旋(xuán)转速度并不(bù)符合牛(niú)顿的力学定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳系也不(bù)例外(wài)，太阳系位于银河系(xì)的(de)第三(sān)悬臂之(zhī)上，距(jù)离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳(yáng)系的运(yùn)行速度应该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个(gè)实际速度远远大于理论(lùn)速(sù)度(dù)，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种向心加速(sù)度的原因很可能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们看(kàn)不(bù)到的物质，是(shì)这些(xiē)暗物(wù)质的引力效应将星系聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从这时(shí)开(kāi)始，越来(lái)越多的研究人员开始相信暗(àn)物(wù)质的存在。科学家根据(jù)星系外恒星(xīng)轨(guǐ)道的速度，估(gū)算在星系当中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不是唯一可(kě)以解释这个现(xiàn)象的(de)原因。在一项(xiàng)新的研究(jiū)当中，科(kē)学家们发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了一(yī)个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但(dàn)是星系当(dāng)中存在(zài)的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系的千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在理论上，该星系必(bì)须(xū)存在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是(shì)科学家们使(shǐ)用(yòng)最先进的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详(xiáng)细(xì)测量(liàng)之后，发(fā)现星系(xì)中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)是可以用正常的物质和力(lì)学定律来解(jiě)释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也许该星系的(de)暗物(wù)质，已经被附近(jìn)的另一个(gè)大星(xīng)系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附(fù)近没有任(rèn)何(hé)星系存(cún)在。造成这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另一(yī)种可(kě)能就(jiù)是人类对(duì)引力的理解(jiě)还不够全面(miàn)，引力很可(kě)能在不(bù)同尺度空(kōng)间中的工(gōng)作(zuò)方式是不同的，这意味着在行星系尺度(dù)中的(de)天体会沿着它们的(de)轨道，按照(zhào)我们所理解的(de)方式运动(dòng)。但是上升到星系(xì)和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间的相互(hù)作(zuò)用则是不同的(de)方式。对(duì)于在星系(xì)团之间的相互作(zuò)用，科学家还(hái)引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概念，指(zhǐ)的是(shì)在数百万(wàn)光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产生对(duì)彼此特殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意(yì)味着我们需要对现在的(de)物理定(dìng)律进(jìn)行修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多(duō)人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还(hái)有关于暗物质存在的其他的(de)理论证据(jù)，这些理论证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没法(fǎ)解(jiě)释的(de)“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星系(xì)团(tuán)所(suǒ)组成，类似这样的星团，它们大(dà)部分的普通质量都在星系的气体当中。当(dāng)星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星际气体的相互(hù)作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度(dù)大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星(xīng)系(xì)团大部分的质量将位(wèi)于所有(yǒu)这些气体所在的(de)中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过什么来(lái)验证它的质量区域到(dào)底是不(bù)是集(jí)中在(zài)中间呢(ne)？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第(dì)一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多星系似(shì)乎被拉(lā)伸产生了巨大(dà)的(de)形(xíng)变(biàn)。其实这些星系本身(shēn)并不是(shì)真(zhēn)的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜出了什么问题(tí)，而是这(zhè)样极遥远的天体和我(wǒ)们地球(qiú)上(shàng)的(de)观测者之(zhī)间(jiān)。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引力，会(huì)使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能(néng)是(shì)超大质量的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人(rén)们对子弹(dàn)星系团观测(cè)的(de)时(shí)候，发(fā)现它的大质量区(qū)域并不是在中(zhōng)间，而是在(zài)两侧。所以(yǐ)最好的解释方法就是当星团发生全部的(de)碰撞时(shí)，可被观(guān)测到的质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了(le)引力透(tòu)镜。对子弹星系(xì)团的引(yǐn)力透镜研(yán)究也被(bèi)认为(wèi)是暗物质存(cún)在的迄今为止最(zuì)好(hǎo)的理论证据(jù)。

除(chú)此之(zhī)外，还有来自(zì)宇宙当中最(zuì)古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万(wàn)年之后，可见光终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地穿越(yuè)在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同性的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的(de)部分表示温度较高的区(qū)域，蓝(lán)色则表示(shì)相对较(jiào)冷(lěng)的区域(yù)，但实际上它们之间的温差(chà)只有万(wàn)分之一(yī)。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离(lí)后的二值图(tú)像进行(xíng)连通域提取(qǔ)和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这(zhè)样的(de)，而随着暗(àn)物质的增加，一些(xiē)峰值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的暗物质大(dà)约是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数(shù)字与解释(shì)星系当中恒星运动所需(xū)要的(de)暗物质(zhì)比例是(shì)一(yī)致的(de)。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架(jià)，就很好地(dì)解(jiě)释了很多不同的观测结果。而(ér)暗物(wù)质的本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通(tōng)过引力来相互作(zuò)用。所以如果能(néng)够(gòu)找到这种粒子(zi)的(de)存在，就相当于找到(dào)了暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家(jiā)们已经提出了数十(shí)种(zhǒng)的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也不相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些(xiē)看不见、摸(mō)不到(dào)，几乎(hū)不会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学(xué)家们(men)已(yǐ)经进行(xíng)了超过50次(cì)的实验，却没有任何实质性的发(fā)现，除了一个(gè)地(dì)方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿(kuàng)井(jǐng)当(dāng)中(zhōng)，藏着地球上最大(dà)的地学实(shí)验室，这个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观(guān)测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在每(měi)年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最低(dī)，而且在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发现暗物质(zhì)的第(dì)一(yī)个直接(jiē)证据。

但(dàn)是为什么暗物质会产生周期性的年度信号呢(ne)？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕(rào)着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物(wù)质存(cún)在宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们也在以这样(yàng)的(de)速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中(zhōng)会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有(yǒu)半(bàn)年的时间，地(dì)球围绕(rào)太阳的(de)方向与太阳环绕银(yín)河系的方向(xiàng)是(shì)一致的，而另外半年则(zé)与之相反(fǎn)。

而(ér)在6月份的(de)时候(hòu)，地球与太阳的(de)方向正好(hǎo)达(dá)到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物(wù)质流最快的时段(duàn)。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰好达到(dào)了(le)最慢(màn)值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳(yáng)系(xì)相对银河系的平面(miàn)呈现了(le)60度的倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有效(xiào)性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的(de)周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的情(qíng)况，造成这(zhè)种年度(dù)周期(qī)信号的差(chà)异也可能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤中的(de)水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的数量(liàng)也符合(hé)这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半(bàn)球建立(lì)了(le)一(yī)个(gè)几乎相同的实验室，这(zhè)里(lǐ)的季节(jié)与(yǔ)之前(qián)的实验室正好相反，而(ér)在这里，地(dì)球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里可以得到相同的信号，就(jiù)可以成为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存在的非常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成不久，所以截至目前(qián)还无法提(tí)供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台(tái)新的望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪器提供的(de)视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关键的用途(tú)就是(shì)探(tàn)索暗(àn)物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目(mù)以待了。费(fèi)米实验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的(de)效应(yīng)，这种暗物(wù)质效(xiào)应(yīng)，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进(jìn)一步的证实，那么遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的暗物(wù)质会不会意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个(gè)角落的行星上，暗物(wù)质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是要先(xiān)找到暗物质存在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗(àn)物质(zhì)到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新(xīn)的动(dòng)力！

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