宇宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为何会(huì)存在科(kē)学无法解(jiě)释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了(le)寻找暗物质存在(zài)的证(zhèng)据，科学家(jiā)们在过(guò)去(qù)的(de)几十年当中进行了超(chāo)过50次的长期实(shí)验(yàn)，但(dàn)是(shì)却没有(yǒu)发现任何(hé)的有效证(zhèng)据。除了一(yī)个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动(dòng)的(de)规(guī)律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些(xiē)天体运(yùn)行(xíng)轨道出(chū)现(xiàn)异常，不符合万有引力定律的(de)时候，他们(men)就会知道，周(zhōu)围(wéi)一定有未知的天体通(tōng)过引力(lì)在摄动它(tā)的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥本勒维(wéi)耶就(jiù)通过天王星运行轨(guǐ)道的(de)异(yì)常，推(tuī)算并且发(fā)现了海王星的(de)存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万有引力(lì)定律所取得(dé)重大(dà)天文成就的例(lì)子。但是这(zhè)些(xiē)发现都是在恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当我们上升(shēng)到(dào)星系(xì)或者是星团(tuán)的尺度，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研(yán)究和测量后发(fā)星系团的质量。这(zhè)是一个(gè)由数千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系被(bèi)引力束缚在(zài)一(yī)起(qǐ)。测(cè)量星系团的质量(liàng)一(yī)般会使用(yòng)到两种方法，当两种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种(zhǒng)是获得(dé)其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个星系的光度(dù)。

第二(èr)种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测(cè)量星系团中的各个星(xīng)系(xì)相对于(yú)星系(xì)团的运动速度。当测(cè)量(liàng)结(jié)果出来之(zhī)后，兹(zī)威基(jī)彻底懵了，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味(wèi)着，后发座星系团(tuán)有99%的(de)质(zhì)量消失了，或(huò)者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我(wǒ)们(men)无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速(sù)度(dù)的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系团中很多星系的(de)速度比理(lǐ)论(lùn)上(shàng)要快得多，按照牛顿的(de)运动(dòng)学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是无(wú)法将它们(men)束缚在星(xīng)系团内(nèi)的(de)，它们早(zǎo)就应该被抛出(chū)星系团之外了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹维基提出了这样部(bù)分(fēn)不可见的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反(fǎn)射(shè)光，但是(shì)它(tā)们(men)却占据着(zhe)宇宙中绝大部分的(de)质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测仙女(nǚ)座星系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动。理论(lùn)上来说(shuō)，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但(dàn)是(shì)他们观测(cè)的结(jié)果(guǒ)却(què)让人感到不可(kě)思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋(xuán)转速(sù)度几乎(hū)保持不(bù)变。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如(rú)果没有足够大的质量(liàng)来吸引(yǐn)它们(men)，这些外围的(de)恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用(yòng)一种相对标准(zhǔn)的方(fāng)法来解释(shì)暗物质的存在，这种方法就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在X轴上距(jù)离星(xīng)系中心的距(jù)离(lí)，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的(de)结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗(àn)物质(zhì)的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电(diàn)望远镜测量了距离星系中心更(gèng)远(yuǎn)距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋(xuán)转速(sù)度(dù)并不(bù)符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太(tài)阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进(jìn)行计算，太阳(yáng)系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际(jì)上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理(lǐ)论(lùn)速度，那(nà)么产生(shēng)以上(shàng)这(zhè)种(zhǒng)向心加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的物(wù)质，是这些暗物质(zhì)的(de)引力效应将星系(xì)聚集在了一起(qǐ)。

也是从这(zhè)时开始，越(yuè)来越多的(de)研究人(rén)员开(kāi)始相信暗物质的存在(zài)。科(kē)学(xué)家(jiā)根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算(suàn)在(zài)星系当(dāng)中暗物质的(de)质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释(shì)这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当(dāng)中，科学家们发(fā)现，几乎没有引(yǐn)力(lì)效应的遥远恒(héng)星之间，也会出现速度上的微(wēi)小差异(yì)。另(lìng)外，天(tiān)文学家还发(fā)现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小和(hé)银河系(xì)不多，但是星系当(dāng)中(zhōng)存在的恒(héng)星数(shù)量却只有银河系的千分(fēn)之(zhī)一。

所以在理论上(shàng)，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学(xué)家们使用最(zuì)先进(jìn)的望远镜对(duì)其(qí)进行了40个小时的(de)详(xiáng)细测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运(yùn)动是可以用(yòng)正常的物(wù)质(zhì)和力(lì)学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是(shì)，它的(de)附近没有任何星(xīng)系(xì)存(cún)在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类对引力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可(kě)能在不同(tóng)尺度空(kōng)间中的工作方式是不同的(de)，这意味着在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理解的方(fāng)式运动。但是上升(shēng)到星系和星团(tuán)的尺度，引力之间的(de)相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)则(zé)是不同的(de)方式。对(duì)于在星系团之间的相互作(zuò)用，科学(xué)家还引入了(le)外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会(huì)产(chǎn)生对彼此(cǐ)特(tè)殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着我(wǒ)们需要对现在的物理定(dìng)律(lǜ)进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认为暗物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中还有关于(yú)暗(àn)物质存在的其(qí)他的理(lǐ)论证据，这些理论证据(jù)是蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系团所组成，类(lèi)似(shì)这(zhè)样的(de)星团，它们大部(bù)分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体(tǐ)当中。当(dāng)星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气体的(de)相(xiāng)互作用就(jiù)会导(dǎo)致(zhì)温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大(dà)部分的质(zhì)量将位(wèi)于所有这(zhè)些气体所在的中(zhōng)间区域(yù)。那么我们(men)通过什么(me)来(lái)验证它的质量(liàng)区域到底是不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太(tài)空望远镜传回(huí)了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看到(dào)很多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了(le)，也(yě)不(bù)是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这(zhè)样(yàng)极遥远的(de)天体和(hé)我们地球上的观测(cè)者之间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量(liàng)的(de)东西的引力(lì)，会使身后更遥远星系的光都发生(shēng)了(le)扭曲(qū)。这个现象(xiàng)就是引力(lì)透镜(jìng)效(xiào)应。这个巨大的(de)天(tiān)体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质。

所以当人们对(duì)子弹星系(xì)团(tuán)观(guān)测的(de)时候，发现它的(de)大质(zhì)量区域并(bìng)不是在(zài)中间，而(ér)是在两侧。所以最好(hǎo)的解释(shì)方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观(guān)测到的质(zhì)量气(qì)体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹(dàn)星系(xì)团的引力透(tòu)镜研究也被认为是暗(àn)物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年(nián)之(zhī)后，可见光终于可以畅(chàng)通无(wú)阻地穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多(duō)亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性(xìng)的(de)微(wēi)波辐(fú)射(shè)。其中红色的部(bù)分(fēn)表示温(wēn)度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但实际上它们(men)之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背(bèi)景分(fēn)离后的二值(zhí)图(tú)像进行连通域提取和标记(jì)之后发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没(méi)有(yǒu)暗物质，图(tú)形看起来(lái)不应(yīng)该是这样的，而随着(zhe)暗物(wù)质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值的幅(fú)度会(huì)减小，才变(biàn)得(dé)看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的(de)测量值(zhí)，我(wǒ)们需(xū)要(yào)的(de)暗物质大约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动(dòng)所(suǒ)需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很好地解释了很多不同的观测结果。而(ér)暗物质的(de)本(běn)质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒(lì)子，它们不(bù)参与(yǔ)任何其他(tā)的电(diàn)磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能(néng)够找到这(zhè)种粒子的(de)存在，就相当于(yú)找(zhǎo)到了暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什么(me)？科学(xué)家们已经提出(chū)了数十种的假想目标，而要(yào)寻找这些不(bù)同(tóng)的目标粒(lì)子所(suǒ)需要(yào)的实验方式也不相同。在(zài)过去的(de)几十年当(dāng)中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸(mō)不到，几乎不会与常规(guī)物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已(yǐ)经(jīng)进行了超过50次的实验，却没(méi)有任(rèn)何实质性的发现，除(chú)了一个地方(fāng)，意(yì)大(dà)利的格兰萨索山(shān)，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山下1400米处(chù)的(de)地下矿井当(dāng)中，藏着地(dì)球上最大的地学(xué)实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个(gè)三(sān)层(céng)楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于寻找暗(àn)物质粒子(zi)的(de)周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经(jīng)过了20多(duō)年的(de)数据(jù)收(shōu)集，人们发现了一个有趣的事(shì)情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能是人(rén)类发(fā)现暗物质的(de)第一(yī)个(gè)直接证据(jù)。

但(dàn)是为什么(me)暗物质会产(chǎn)生(shēng)周(zhōu)期性的(de)年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那(nà)么(me)如(rú)果暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)，这(zhè)意(yì)味着(zhe)我们(men)也在以这(zhè)样的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒的速(sù)度(dù)围绕太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半年(nián)的时间，地(dì)球围绕(rào)太(tài)阳的(de)方向与太阳环绕银河系(xì)的(de)方向是一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的(de)时(shí)候，地球与太(tài)阳(yáng)的方向正好达到(dào)完全一(yī)致，这是理论上地(dì)球(qiú)穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽管在(zài)实际的情况(kuàng)中，太(tài)阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此科学家(jiā)认(rèn)为这可以用(yòng)来解释(shì)，研究人员们所观测到的周期性信号。当然(rán)也可能有(yǒu)其(qí)他的(de)情况，造成这种年(nián)度周期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立了一个几乎(hū)相(xiāng)同的实验(yàn)室，这里的季(jì)节与之前的(de)实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实(shí)验室是一样的(de)。

因此(cǐ)，如(rú)果在(zài)这里(lǐ)可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗(àn)物质(zhì)所存在的(de)非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以(yǐ)截(jié)至(zhì)目前还(hái)无法(fǎ)提(tí)供相应的数据(jù)支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野(yě)是哈(hā)勃(bó)红外(wài)仪器的(de)100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关(guān)键的用途就是(shì)探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于(yú)探测的结(jié)果，我们只能(néng)拭目以(yǐ)待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒(lì)子天体物(wù)理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如果暗物质存在，它(tā)们极有可能拥有另(lìng)一种神秘(mì)的效应，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇(yǔ)宙当中生命(mìng)的诞生，或者(zhě)说是生命进化的一(yī)个(gè)重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的证实(shí)，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物(wù)质会不会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个(gè)角落的(de)行(xíng)星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应创造生(shēng)命。当然(rán)，这些(xiē)推论的大前(qián)提是要先找到暗物质存在的实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得(dé)暗(àn)物质到(dào)底存(cún)不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 奶茶色口红适合什么肤色的人，肉桂奶茶色口红适合什么肤色