宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制(zhì)造”的？为何会存在(zài)科学无(wú)法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是(shì)什么？人类为了寻找暗物(wù)质存(cún)在的证据，科学家们(men)在(zài)过去(qù)的几十年当中(zhōng)进行了超(chāo)过(guò)50次的(de)长(zhǎng)期(qī)实验，但(dàn)是却(què)没(méi)有发现任何的有效证据(jù)。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引(yǐn)力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的(de)规(guī)律。往后的几(jǐ)百年来，当天文(wén)学家们发(fā)现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道(dào)出(chū)现异常(cháng)，不符合万有引力(lì)定律的(de)时(shí)候(hòu)，他们就会知(zhī)道(dào)，周围一(yī)定有(yǒu)未知(zhī)的天体通过引力(lì)在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨(guǐ)道(dào)的异(yì)常，推算并且发(fā)现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可(kě)当我们上升(shēng)到(dào)星(xīng)系或者是星团的尺度，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里茨兹威基(jī)正(zhèng)在研究和测(cè)量后发(fā)星系团的(de)质量。这是一个由数千个星系(xì)所组成(chéng)的巨大星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力(lì)束(shù)缚在一(yī)起。测量星系(xì)团的质量一般会使用到两(liǎng)种方(fāng)法，当两(liǎng)种方法结果(guǒ)一(yī)致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获得其"光度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是(shì)测量(liàng)各个星系的光度。

第二(èr)种是动力学(xué)质量的(de)计算，是(shì)利(lì)用(yòng)光谱红移测量星系团中的各(gè)个星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量(liàng)结果出来之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了(le)，“动力学(xué)质量”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量”的(de)400倍。这意味着，后(hòu)发座(zuò)星系团有99%的(de)质量消失(shī)了(le)，或(huò)者说这99%的质量(liàng)并不以可见光的(de)形式所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的是(shì)，在(zài)测量速度的过程中，兹(zī)威基发现星系团(tuán)中很多星(xīng)系的速度(dù)比理论上要(yào)快得多，按(àn)照(zhào)牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生的引(yǐn)力是(shì)无法(fǎ)将(jiāng)它们束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们早就应该(gāi)被(bèi)抛出星系(xì)团之外了，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力(lì)量在起作用(yòng)，这(zhè)种力量来源(yuán)于某(mǒu)种隐形的物质。

据(jù)此(c卯怎么读，卯足劲是什么意思解释ǐ)，兹维基提(tí)出了这样部分(fēn)不可见的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大(dà)部分的(de)质量。只(zhǐ)是当(dāng)时的人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这个词才再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论(lùn)上来说，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但(dàn)是(shì)他(tā)们观测的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离(lí)的增(zēng)加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变(biàn)。可是根(gēn)据牛(niú)顿(dùn)的万有引力定律(lǜ)，在星(xīng)系(xì)当中如果(guǒ)没有足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相(xiāng)对标准的方(fāng)法来解释暗物质的存(cún)在(zài)，这种方法就是(shì)测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是(shì)由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家们通(tōng)过(guò)射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心更远距(jù)离的氢元(yuán)素，发现它(tā)们(men)的旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的(de)第三(sān)悬臂之上，距(jù)离银河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律进(jìn)行计算，太阳系的运(yùn)行速(sù)度应该是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种向心加(jiā)速(sù)度的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我们(men)看不到(dào)的物质，是这(zhè)些暗物质(zhì)的(de)引力效应将星系聚集在了(le)一(yī)起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始，越(yuè)来(lái)越多的(de)研究(jiū)人员开(kāi)始相信暗(àn)物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算在(zài)星系(xì)当(dāng)中暗(àn)物(wù)质的质(zhì)量占整个(gè)星系(xì)质(zhì)量的(de)85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这个现象的原因。在(zài)一(yī)项新的研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还(hái)发现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但(dàn)是星系(xì)当(dāng)中存在的恒星数量却(què)只有银河系的(de)千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质，否则就(jiù)会(huì)分崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先进(jìn)的望(wàng)远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细(xì)测量之后(hòu)，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的物质和力(lì)学定律(lǜ)来解释的。那(nà)么又有人提出，也(yě)许该星系的(de)暗物质，已经被附(f卯怎么读，卯足劲是什么意思解释ù)近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些(xiē)现象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一种可能(néng)就是人(rén)类(lèi)对引力(lì)的理解(jiě)还不够全面，引力很(hěn)可能(néng)在(zài)不同尺度(dù)空(kōng)间中(zhōng)的工作(zuò)方(fāng)式是不同的(de)，这意味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互(hù)作(zuò)用则是不同的方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在(zài)数百(bǎi)万光(guāng)年(nián)的规(guī)模上(shàng)，巨大的质(zhì)量之间会(huì)产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是在(zài)宇宙当中(zhōng)还(hái)有关于暗物质存在的(de)其他的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径(jìng)向距离为(wèi)37亿光(guāng)年的(de)子弹星系(xì)团，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系(xì)团(tuán)所组成(chéng)，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通(tōng)质量(liàng)都(dōu)在星系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际气体的相互作(zuò)用就会导致温(wēn)度的急剧(jù)升(shēng)高，速度大(dà)幅降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在(zài)碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大(dà)部分的质量将(jiāng)位于所有这些气体(tǐ)所在的中间(jiān)区域。那么我们通(tōng)过(guò)什(shén)么来验证它的质量区(qū)域到底是不是集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)第一张全(quán)彩的高清(qīng)照片，在照片中我们(men)可(kě)以明(míng)显地看到(dào)很(hěn)多星(xīng)系似乎被拉伸产生了(le)巨大的(de)形变。其实这些星系(xì)本身并(bìng)不(bù)是真的(de)被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题，而是这样极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨(jù)大的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东西(xī)的引力，会使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天(tiān)体可能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当人(rén)们(men)对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所以最好的解(jiě)释方(fāng)法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被(bèi)观(guān)测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对(duì)子弹星系(xì)团的引(yǐn)力透镜研(yán)究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最(zuì)古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可(kě)见光(guāng)终于(yú)可(kě)以畅(chàng)通(tōng)无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性的微(wēi)波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的(de)部分表示温度(dù)较(jiào)高的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家(jiā)们通过对(duì)前景背景分离(lí)后的二值图像进(jìn)行连通域提取和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该(gāi)是这样的(de)，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的(de)测量值，我们需要的(de)暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星(xīng)运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致的。这(zhè)就(jiù)意(yì)味着。

用(yòng)了(le)一个简单的理论框架，就很好(hǎo)地解释(shì)了很多不(bù)同(tóng)的(de)观测结果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他(tā)的(de)电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于找到(dào)了暗物质存在的(de)实际证据(jù)。这种粒子到(dào)底是什么？科学(xué)家们(men)已经提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找这些不(bù)同的(de)目标粒子(zi)所需要(yào)的实验(yàn)方式也(yě)不相同。在过去(qù)的(de)几十(shí)年(nián)当中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性(xìng)的(de)发现，除了(le)一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球(qiú)上(shàng)最大的(de)地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一(yī)直致(zhì)力于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观(guān)测到了某种信号。经过了20多(duō)年的(de)数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一(yī)个有(yǒu)趣的事情。探测率会在(zài)每年(nián)的6月(yuè)份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当中(zhōng)每(měi)年都(dōu)是一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性(xìng)的年(nián)度信号呢(ne)？刚才我们(men)讲了太阳(yáng)系正(zhèng)在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意(yì)味着(zhe)我(wǒ)们也在以(yǐ)这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以有半年(nián)的(de)时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河系的方向是(shì)一(yī)致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地球与太阳的(de)方向正好达(dá)到完全(quán)一致，这是(shì)理论上地球穿越暗(àn)物质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太(tài)阳(yáng)系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效性。

因此科学家(jiā)认为(wèi)这可以用来解(jiě)释，研究人员们所观测到的周期性信(xìn)号。当(dāng)然也(yě)可能有其他(tā)的情(qíng)况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也(yě)可能(néng)是温度(dù)、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利游客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又(yòu)在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实(shí)验室，这里的(de)季节与之前的实验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗物(wù)质流的运动(dòng)特(tè)征和第一个实(shí)验室(shì)是一样的(de)。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在的非常有(yǒu)力的证据(jù)了。但是由(yóu)于(yú)这个(gè)实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做“南(nán)希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗曼(màn)”，它的(de)主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提供的视野是(shì)哈勃(bó)红外仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜其(qí)中一(yī)个关键的用途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于(yú)探测的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待了。费米(mǐ)实验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生，或者说(shuō)是生(shēng)命进化的(de)一(yī)个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进一步的(de)证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这样(yàng)的效应创造生命(mìng)。当(dāng)然，这(zhè)些推论的大前提是(shì)要先找到(dào)暗物(wù)质(zhì)存在的(de)实(shí)际证据。那么小伙伴们(men)，你们觉(jué)得暗物(wù)质(zhì)到底存(cún)不存在呢(ne)？喜欢(huān)请(qǐng)点赞(zàn)，你(nǐ)的支持(chí)是(shì)我更新(xīn)的(de)动(dòng)力！卯怎么读，卯足劲是什么意思解释>

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 卯怎么读，卯足劲是什么意思解释