宇宙是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何会存在科学(xué)无法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究竟是什么(me)？人类为了(le)寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当中进行了超过50次的长期实验，但(dàn)是却没有发现(xiàn)任何(hé)的有效证(zhèng)据。除(chú)了一个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自(zì)然哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规(guī)律(lǜ)。往(wǎng)后(hòu)的(de)几百年来，当天(tiān)文学(xué)家们(men)发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常(cháng)，不(bù)符合万(wàn)有引力定(dìng)律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算并且(qiě)发现了(le)海王星的(de)存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引力定律所取得重(zhòng)大天文(wén)成就(jiù)的例子。但是(shì)这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是(shì)星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始变(biàn)得诡异了(le)。

二鹊救友文言文翻译及注释讲解，二鹊救友文言文翻译及注释拼音decoding="async" data-ratio="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学家弗(fú)里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的(de)质量。这是一(yī)个由数千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大(dà)星系团，这些星(xīng)系(xì)被(bèi)引(yǐn)力(lì)束缚在(zài)一起。测量星系(xì)团的(de)质(zhì)量一(yī)般(bān)会(huì)使用到两种方法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一(yī)致，就可以确定(dìng)其质量的(de)范围。

第一种是获得其"光(guāng)度(dù)学(xué)的质(zhì)量"，需要的数据是测量(liàng)各(gè)个星(xīng)系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算(suàn)，是利用(yòng)光(guāng)谱红移(yí)测量(liàng)星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度(dù)。当(dāng)测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力(lì)学(xué)质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失了(le)，或者说这99%的质量并(bìng)不以可见光的形式所存在，我们无法看到(dào)。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发现星系团中很(hěn)多(duō)星系的速(sù)度比理论上要快得(dé)多，按照(zhào)牛(niú)顿的运动学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这(zhè)些可(kě)见星系的质量所产生的引力是无法将(jiāng)它(tā)们束(shù)缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有一种神(shén)秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来(lái)源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可见的(de)暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们却(què)占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们(men)对这样(yàng)的(de)一种说法不(bù)屑一(yī)顾。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测(cè)仙(xiān)女座星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运行(xíng)速度就会(huì)越慢。但(dàn)是他(tā)们(men)观测(cè)的结果却让人感(gǎn)到(dào)不可(kě)思(sī)议。

随着与中心距(jù)离的(de)增加，恒星(xīng)的(de)旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可(kě)是根(gēn)据牛顿(dùn)的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学(xué)家们会使用一(yī)种相(xiāng)对(duì)标准(zhǔn)的(de)方法(fǎ)来解释暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是(shì)测量星(xīng)系(xì)当中气体(tǐ)在X轴(zhóu)上距离星系中心的距(jù)离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如果出(chū)现异(yì)常的结果，就认为是由暗(àn)物质(zhì)的(de)力量进(jìn)入(rù)其中(zhōng)。

于(yú)是(shì)科学家们通过射电望(wàng)远镜测量了距离星(xīng)系中(zhōng)心更(gèng)远距(jù)离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛(niú)顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳系位于(yú)银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳(yáng)系(xì)的运(yùn)行(xíng)速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系(xì)旋转，这个(gè)实际(jì)速度(dù)远远大(dà)于理论速度，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种(zhǒng)向(xiàng)心加速度(dù)的原因很可(kě)能就是(shì)存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看(kàn)不到的(de)物(wù)质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星(xīng)系(xì)聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究(jiū)人员开始相信(xìn)暗物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系当中(zhōng)暗物(wù)质的(de)质(zhì)量占(zhàn)整个星系质(zhì)量(liàng)的85%。但是(shì)，二鹊救友文言文翻译及注释讲解，二鹊救友文言文翻译及注释拼音暗(àn)物质(zhì)并不(bù)是唯一可以解释这(zhè)个现象的原因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间，也会出(chū)现速度(dù)上的微(wēi)小差异。另外，天文学(xué)家还(hái)发(fā)现了一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但是星系当中存在的(de)恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有银河系的(de)千分(fēn)之一。

所以在(zài)理论(lùn)上，该星系必须(xū)存在暗物质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科学家(jiā)们使用最(zuì)先(xiān)进的望(wàng)远镜对其进(jìn)行了40个小时的(de)详细测(cè)量之后，发(fā)现星(xīng)系中的恒(héng)星运动是可以(yǐ)用(yòng)正常的物质(zhì)和力学定律(lǜ)来(lái)解释(shì)的(de)。那(nà)么(me)又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经被附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离(lí)了。奇怪的是(shì)，它的附近没有(yǒu)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，另一种可能就是人类对引力的理解还不够(gòu)全面，引(yǐn)力很可(kě)能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们(men)所理(lǐ)解的方式运动(dòng)。但是(shì)上升到(dào)星系和星(xīng)团的尺度，引力之间的(de)相(xiāng)互作用则是不(bù)同的方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互(hù)作用，科(kē)学(xué)家还引入了外部(bù)场效应(yīng)的概念，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的规模上，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会(huì)产生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立(lì)，这意味着我们需要对(duì)现在的物理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现(xiàn)也让很(hěn)多人认为(wèi)暗物(wù)质假说(shuō)理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在(zài)宇宙当(dāng)中还有关(guān)于暗物质(zhì)存在的其他(tā)的理论(lùn)证据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理(lǐ)论(lùn)所(suǒ)没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似(shì)这样的星团，它们(men)大部分(fēn)的普通质量(liàng)都在(zài)星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公里/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气(qì)体的相互作(zuò)用(yòng)就会导(dǎo)致温(wēn)度(dù)的(de)急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质(zhì)量将(jiāng)位于所有这些气体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域(yù)到底是(shì)不是集中在中间(jiān)呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张全彩的(de)高清照片，在照片(piàn)中我们可(kě)以明显地看(kàn)到很多星系似乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这些(xiē)星系(xì)本身并不(bù)是(shì)真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量(liàng)超级(jí)巨大的(de)天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的(de)引力(lì)，会使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星(xīng)系(xì)的光都发生了扭曲(qū)。这(zhè)个(gè)现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是(shì)超大质量的(de)黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时候(hòu)，发现(xiàn)它的大(dà)质量(liàng)区域并不是在中间，而是(shì)在两侧。所以最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是(shì)当星团发生全(quán)部(bù)的碰撞时，可被观测(cè)到的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并(bìng)在两边形成了引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引力透镜(jìng)研究也(yě)被认(rèn)为是暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光(guāng)终于可(kě)以(yǐ)畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这(zhè)些(xiē)光在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的部分表示(shì)温度较(jiào)高的区域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之(zhī)间(jiān)的温(wēn)差(chà)只(zhǐ)有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图像进行连通域提取和标(biāo)记(jì)之后(hòu)发现，如果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没(méi)有暗物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不(bù)应该(gāi)是这样的，而随着暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度会(huì)减小，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波(bō)背(bèi)景(jǐng)辐(fú)射的测(cè)量值(zhí)，我们需要的暗物(wù)质大(dà)约是普通物质的(de)5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物(wù)质(zhì)比例是(shì)一致(zhì)的。这就意(yì)味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好(hǎo)地解释了(le)很多(duō)不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存(cún)在着某(mǒu)种类型的粒子，它(tā)们不(bù)参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在(zài)，就(jiù)相当(dāng)于找到了(le)暗物(wù)质存在的实(shí)际(jì)证据。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已(yǐ)经提出了(le)数十种(zhǒng)的假想目标，而(ér)要寻(xún)找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在(zài)过(guò)去(qù)的几十年(nián)当中，人类为(wèi)了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不会与常(cháng)规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进(jìn)行(xíng)了超过50次的实验，却没(méi)有任何实(shí)质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山(shān)脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的地学实(shí)验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个(gè)三(sān)层楼高的探测(cè)器，一(yī)直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过(guò)了20多年(nián)的数(shù)据(jù)收集(jí)，人们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个(gè)有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低，而(ér)且在20年(nián)当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可(kě)能是人(rén)类发现暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙当中(zhōng)，这意味着我(wǒ)们也在以(yǐ)这样的速度(dù)在穿(chuān)越(yuè)着暗物(wù)质流，这个过(guò)程中会产(chǎn)生相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳环(huán)绕(rào)银河(hé)系的方向(xiàng)是(shì)一致的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系(xì)相对银河系的(de)平面呈(chéng)现(xiàn)了60度的(de)倾(qīng)斜，但(dàn)是这并(bìng)不影响这个理论(lùn)的(de)有效(xiào)性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这可(kě)以(yǐ)用来解释，研究人(rén)员们所(suǒ)观测到的周(zhōu)期性信号。当然(rán)也可(kě)能有(yǒu)其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大(dà)利游客(kè)的(de)数量也符合这个(gè)周期的规(guī)律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室(shì)，这里的季(jì)节与之前的实(shí)验室正好相反，而(ér)在这(zhè)里，地(dì)球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实(shí)验(yàn)室是(shì)一样的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在(zài)这里可以得到(dào)相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常(cháng)有力的(de)证据了。但(dàn)是(shì)由于这个实验(yàn)室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所(suǒ)以截至(zhì)目前(qián)还(hái)无(wú)法提供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提供的视野(yě)是哈勃红外(wài)仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中(zhōng)一个(gè)关键的用途就是(shì)探索暗物(wù)质(zhì)背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室(shì)粒(lì)子天(tiān)体物(wù)理中心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在(zài)，它们极有(yǒu)可(kě)能拥有另一种神秘(mì)的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会(huì)支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化(huà)的一个(gè)重要(yào)因素。

如果这一理论得(dé)到进一(yī)步的证实，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(mǒu)个角落的(de)行星上(shàng二鹊救友文言文翻译及注释讲解，二鹊救友文言文翻译及注释拼音)，暗物质(zhì)正在通(tōng)过这样的效应创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些推论的大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是(shì)我更新的动力！

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