宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会存在(zài)科学无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是(shì)什(shén)么？人(rén)类为了寻找暗物质存(cún)在(zài)的证据(jù)，科学家们(men)在(zài)过去(qù)的几十年当中进行了(le)超(chāo)过50次的长期实(shí)验，但(dàn)是却没有发现任何的(de)有效证据(jù)。除(chú)了一个地方，在1687年出(chū)版的自然哲(zhé)学(xué)数(shù)学原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动(dòng)的(de)规律。往后的(de)几百(bǎi)年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知的天体通过引力在摄动它(tā)的(de)轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王(wáng)星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星(xīng)的(de)存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现都(dōu)是应用万(wàn)有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的(de)例子。但是(shì)这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度(dù)当中，可(kě)当(dāng)我们(men)上升到(dào)星系(xì)或者是星团的尺度(dù)，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和测量后(hòu)发星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量。这是(shì)一个(gè)由数千个星系所组成的巨(jù)大(dà)星系团(tuán)，这(zhè)些星系被引力(lì)束缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系团的质量(liàng)一(yī)般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结(jié)果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第(dì)一种是获得其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需要的数据是(shì)测量(liàng)各个星(xīng)系的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量(liàng)的计算(suàn)，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测量星系团(tuán)中的(de)各个星系(xì)相对于(yú)星系团的运动速度。当(dāng)测量结(jié)果出来(lái)之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟然是“光度(dù)学(xué)质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见光的形(xíng)式所存在(zài)，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的(de)过程中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速(sù)度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学(xué)定律，仅靠这些(xiē)可见星系的(de)质量所产生的引(yǐn)力是无法将它(tā)们束缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛(pāo)出(chū)星系团之外了(le)，除非有一(yī)种神秘(mì)的力量在起作(zuò)用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸(xī)光、反(fǎn)射(shè)光(guāng)，但是(shì)它们(men)却(què)占据(jù)着宇宙中绝(jué)大(dà)部分(fēn)的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的一(yī)种(zhǒng)说(shuō)法不屑一(yī)顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心(xīn)越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离(lí)的增加(jiā)，恒星的旋转速(sù)度几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在(zài)星系当中如果没有足(zú)够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们会使用一种相(xiāng)对(duì)标准的方(fāng)法来解释(shì)暗物质的(de)存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是测量星系当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星(xīng)系中(zhōng)心的距(jù)离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离(lí)星系中心更(gèng)远距离的氢元素，发现它们的旋转速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离银(yín)河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳系的运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度(dù)的原(yuán)因(yīn)很(hěn)可能就是存在着(zhe)一种我(wǒ)们看不(bù)到的(de)物质(zhì)，是这些暗(àn)物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相信暗物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星系外恒(héng)星轨道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质量(liàng)占整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的(de)原(yuán)因。在(zài)一项新的(de)研究当中(zhōng)，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没有引力效(xiào)应的遥(yáo)远恒(héng)星之间，也会出现速(sù)度上的微(wēi)小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还发现了一(yī)个反(fǎn)常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系(xì)当中存在的恒(héng)星数量却(què)只有银河系的千分之一(yī)。

所以在(zài)理论(lùn)上，该星系必(bì)须存在暗(àn)物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学家们使(shǐ)用(yòng)最先(xiān)进(jìn)的望远镜对其进行了40个(gè)小时(shí)的(de)详(xiáng)细测量之后，发现星(xīng)系(xì)中(zhōng)的(de)恒星运动(dòng)是(shì)可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么(me)又有(yǒu)人提出，也许该星系(xì)的(de)暗物(wù)质，已经被附(fù)近的另一个大星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任何星系(xì)存在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之外，另一(yī)种可能(néng)就(jiù)是人类对引力的理(lǐ)解还不够全面，引力(lì)很可(kě)能在不同尺度空(kōng)间中(zhōng)的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中的天(tiān)体会沿(yán)着(zhe)它们(men)的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上升到(dào)星系和星团(tuán)的(de)尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不同维多利亚的秘密什么档次，维多利亚的秘密算什么档次的方式。对(duì)于在星系团之间的相互作用，科(kē)学家还引入了(le)外部场效(xiào)应的概念，指的(de)是在(zài)数百万光年的规模(mó)上(shàng)，巨大的质量之(zhī)间会(huì)产(chǎn)生对(duì)彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这意(yì)味着我们需要(yào)对现在的(de)物理维多利亚的秘密什么档次，维多利亚的秘密算什么档次定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有关(guān)于(yú)暗物质存在(zài)的其他的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论所没(méi)法解(jiě)释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成(chéng)，类似这样的星团，它维多利亚的秘密什么档次，维多利亚的秘密算什么档次们大(dà)部分的普通质量都在星系的气(qì)体当中(zhōng)。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致(zhì)温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所(suǒ)以(yǐ)在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系(xì)团大部分的(de)质量将位(wèi)于所有这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域。那么我们通(tōng)过什么来验(yàn)证它的(de)质(zhì)量(liàng)区域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的(de)高(gāo)清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可(kě)以(yǐ)明显地看到很(hěn)多(duō)星系似乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这(zhè)些星(xīng)系本身并不是真(zhēn)的(de)被(bèi)扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望(wàng)远镜出(chū)了什么问(wèn)题(tí)，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之(zhī)间。被(bèi)一(yī)个质量超级巨(jù)大的天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了(le)扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力(lì)透(tòu)镜效应。这个巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)可能(néng)是超大质(zhì)量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人们对子弹星系团(tuán)观测的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在(zài)中(zhōng)间，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解(jiě)释(shì)方(fāng)法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了(le)中间，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系团的(de)引力透(tòu)镜(jìng)研究也被认(rèn)为是暗物质存(cún)在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来(lái)自宇宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上留(liú)下(xià)了各相同性(xìng)的微波辐(fú)射。其中红色的部(bù)分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示(shì)相对较冷(lěng)的(de)区域，但实际(jì)上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的(de)二(èr)值图像进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起(qǐ)来(lái)不应(yīng)该(gāi)是这样(yàng)的，而随着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减(jiǎn)小，才变得(dé)看起来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要(yào)的(de)暗物质(zhì)大约是(shì)普通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字(zì)与(yǔ)解释星(xīng)系当(dāng)中恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是一致(zhì)的(de)。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论框架，就很好地解释了很(hěn)多不同的观测结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类(lèi)型的粒(lì)子，它们不参与任何其他(tā)的(de)电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作用。所以(yǐ)如果能够找到(dào)这种粒子的(de)存在，就相当于找到了(le)暗物质存在的实际证据。这种粒子(zi)到(dào)底(dǐ)是什么？科学(xué)家们已经(jīng)提出了数十种的假(jiǎ)想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需(xū)要的实验(yàn)方式(shì)也不相同。在过去(qù)的几十(shí)年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎(hū)不会(huì)与常(cháng)规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任何实质(zhì)性(xìng)的发现，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下(xià)1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球上最大(dà)的地(dì)学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致力于寻(xún)找暗物(wù)质(zhì)粒(lì)子的周期性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里的(de)科(kē)学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的(de)数据(jù)收(shōu)集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降(jiàng)到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一(yī)样。一(yī)些科学(xué)家认为(wèi)这可能是(shì)人类发现暗物质(zhì)的第(dì)一个直接证据(jù)。

但是(shì)为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围绕着(zhe)银(yín)河系进(jìn)行移动，那(nà)么如(rú)果暗物质存(cún)在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这意味着(zhe)我们也在(zài)以这样的速(sù)度(dù)在穿越着暗物(wù)质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的(de)时间(jiān)，地球围绕太阳的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与之相(xiāng)反。

而在(zài)6月份的时候，地(dì)球(qiú)与(yǔ)太阳的方向正好达到(dào)完全一致(zhì)，这是理论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达(dá)到了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际(jì)的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系(xì)的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是(shì)这并不(bù)影响这个理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周(zhōu)期(qī)性信号(hào)。当然也可能有(yǒu)其(qí)他的情况，造成这种年度周(zhōu)期(qī)信号(hào)的差(chà)异(yì)也可能是温度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)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期的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验(yàn)室，这(zhè)里的季节与之前的(de)实验室(shì)正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验室(shì)是一样(yàng)的。

因此，如果在这(zhè)里可以得到(dào)相同的信号，就可以成(chéng)为暗(àn)物(wù)质(zhì)所存在的非常(cháng)有力的(de)证(zhèng)据了。但是由于这(zhè)个实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至(zhì)目前(qián)还无(wú)法提(tí)供相应的数据支(zhī)持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪(yí)器(qì)提供的视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一(yī)个关键(jiàn)的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探(tàn)测(cè)的结(jié)果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如(rú)果暗物质存在，它(tā)们极有可(kě)能拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物质会不会(huì)意味(wèi)着人类并(bìng)不孤单呢？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中某(mǒu)个角落的(de)行星上，暗(àn)物质正在通过这(zhè)样的效应创造(zào)生命。当然，这些(xiē)推论的大(dà)前提是要(yào)先找到暗物(wù)质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持是我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 维多利亚的秘密什么档次，维多利亚的秘密算什么档次