橘子百科-橘子都知道 宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么(me)？人(rén)类为了(le)寻(xún)找暗(àn)物质存在的证据，科学家们在过去的几十年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何(hé)的有(yǒu)效证据。除了(le)一个地(dì)方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表(biǎo)了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百(bǎi)年来，当天文(wén)学家们(men)发现某些(xiē)天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符(fú)合(hé)万有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就(jiù)会知道，周围一定(dìng)有未知(zhī)的天体通(tōng)过引力(lì)在摄动它的轨道(dào)。比如(rú)在(zài)1846年，奥(ào)本勒维耶就(jiù)通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的(de)存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星、冥王星(xīng)的发(fā)现(xiàn)都是应用万有引力定律所(suǒ)取得重(zhòng)大天(tiān)文(wén)成就的(de)例(lì)子(zi)。但是这些发现都是(shì)在恒(héng)星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们(men)上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。
1933年，瑞士(shì)的物(wù)理学家弗(fú)里茨兹(zī)威基正在研究和(hé)测量(liàng)后(hòu)发星系(xì)团的质量。这是一个由(yóu)数千个星系所组成的巨大(dà)星(xīng)系团，这(zhè)些星系被引力(lì)束缚在一起。测量(liàng)星系团的质量一般(bān)会(huì)使用到(dào)两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以确(què)定其质(zhì)量的(de)范围。
第一种是获(huò)得其"光(guāng)度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是测量各个星(xīng)系(xì)的光(guāng)度。
第二种是(shì)动力学质量的(de)计算，是(shì)利用光谱红移测量星系团(tuán)中(zhōng)的各个星系相对于星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当(dāng)测量结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光(guāng)度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系(xì)团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失了(le)，或者(zhě)说这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式(shì)所存在(zài)，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量(liàng)速(sù)度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威(wēi)基(jī)发现(xiàn)星系团中很多星系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按(àn)照牛(niú)顿的运动学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量(liàng)所产生的引力是(shì)无(wú)法(fǎ)将它们(men)束缚在(zài)星系团内的(de)，它们早就应该(gāi)被(bèi)抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力(lì)量(liàng)在起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。
据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但(dàn)是它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是当时的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。
直到40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再一次(cì)出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测(cè)仙女座星(xīng)系中的(de)恒(héng)星运动。理(lǐ)论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会(huì)越慢。但是他们观测的(de)结(jié)果却让人感到(dào)不可思议。
随着(zhe)与中心(xīn)距(jù)离的增(zēng)加(jiā)，恒(héng)星(xīng)的旋(xuán)转速(sù)度几乎保(bǎo)持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力(lì)定律，在(zài)星系当(dāng)中如(rú)果没有足够(gòu)大的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对标准的方法来解释暗(àn)物质(zhì)的存(cún)在(zài)，这种方(fāng)法就是(shì)测量星系(xì)当中气体在(zài)X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现(xiàn)异常的结(jié)果(guǒ)，就认为是(shì)由暗物(wù)质(zhì)的力量进入其(qí)中。
于是科学家们(men)通过射(shè)电望远镜测(cè)量(liàng)了距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发(fā)现它(tā)们(men)的(de)旋(xuán)转速度并不符合牛(niú)顿的(de)力学(xué)定律。我(wǒ)们的(de)太(tài)阳(yáng)系也(yě)不(bù)例外，太(tài)阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行计算(suàn)，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正(zhèng)在(zài)以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那(nà)么产(chǎn)生以(yǐ)上这种向(xiàng)心加速(sù)度的原因很可(kě)能就(jiù)是存在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些暗物质的(de)引力效应将(jiāng)星系聚(jù)集在了(le)一起。
也(yě)是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相(xiāng)信暗(àn)物质的存在。科学家根据星系外恒(héng)星轨(guǐ)道的(de)速(sù)度，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物质的质量占整个(gè)星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不(bù)是(shì)唯(wéi)一可以解释这个现象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力(lì)效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出现(xiàn)速(sù)度上的(de)微小差(chà)异。另外(wài)，天文学家还发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河(hé)系不多，但是(shì)星(xīng)系当中存(cún)在的(de)恒星数(shù)量却只(zhǐ)有银河系的千分(fēn)之一。
所以在理论上，该星系必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个(gè)小时的详细测(cè)量之后，发现星系中的恒星运动(dòng)是可以用(yòng)正常的(de)物质和力(lì)学定律(lǜ)来解释的。那(nà)么又有人提出，也许(xǔ)该(gāi)星系的暗物质(zhì)，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近(jìn)没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造(zào)成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另(lìng)一种(zhǒng)可能(néng)就是(shì)人类(lèi)对(duì)引力的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引力很可能(néng)在(zài)不(bù)同尺度(dù)空间中(zhōng)的(de)工(gōng)作(zuò)方式是不(bù)同的，这意(yì)味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星(xīng)系(xì)和(hé)星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力之间的相互(hù)作用则是(shì)不同的(de)方式。对(duì)于在星系团之间的(de)相互作用，科(kē)学家还(hái)引入了外(wài)部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光年(nián)的规(guī)模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间会产生对(duì)彼此特殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着我们需(xū)要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这(zhè)些发现也让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质假说(shuō)理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在(zài)的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的(de)“引力透镜”。
径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组成(chéng)，类似这样的(de)星(xīng)团，它(tā)们(men)大部(bù)分的普通质量都在星系(xì)的(de)气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的(de)时候(hòu)，星际(jì)气体的相互作用就会(huì)导(dǎo)致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速度(dù)大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于所有这些(xiē)气(qì)体(tǐ)所在的中(zhōng)间区域。那么(me)我们通过什么(me)来验证它的质量(liàng)区(qū)域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中(zhōng)第一(yī)张全彩的(de)高清照片，在照片中我们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形变。其(qí)实这(zhè)些星系本身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是(shì)韦伯望远镜(jìng)出(chū)了什么问题，而是这样极(jí)遥(yáo)远的(de)天体和(hé)我们地球上(shàng)的观测者之间。被(bèi)一个质量超级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的(de)光都发生了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的(de)天(tiān)体可能是超大(dà)质量的(de)黑洞或者是(shì)暗物质。
所以当(dāng)人们对子(zi)弹星系团观(guān)测的时候，发现它(tā)的大(dà)质量区域并不是在中间，而(ér)是在两(liǎng)侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星团(tuán)发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观测到的(de)质量气体被卡在了中间(jiān)，暗(àn)物质则直接通(tōng)过了(le)这个区(qū)域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引(yǐn)力透镜研(yán)究也被认(rèn)为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据(jù)。
除此之外，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最古老的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之(zhī)后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过了130多(duō)亿年之后(hòu)，这(zhè)些(xiē)光(guāng)在宇宙空间(jiān)背景(jǐng)上留下(xià)了各(gè)相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温度较高的区域，蓝(lán)色则表(biǎo)示相对(duì)较冷的区域，但实(shí)际(jì)上(shàng)它们之(zhī)间的温差只(zhǐ)有万分之一(yī)。
科学家们通(tōng)过(guò)对前景背景分离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连通域提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来(lái)不应该(gāi)是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我(wǒ)们(men)需要(yào)的(de)暗(àn)物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系(xì)当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需(xū)要的暗物质比例(lì)是(shì)一(yī)致(zhì)的。这就意味着(zhe)。
用(yòng)了一个简单的(de)理论框架，就(jiù)很好(hǎo)地(dì)解释了很多不同(tóng)的观测结(jié)果。而暗物质的本质(zhì)就是(shì)宇宙当(dāng)中存在(zài)着某种类型的粒(lì)子，它们(men)不(bù)参(cān)与任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作(zuò)用。所(suǒ)以如果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存在，就(jiù)相(xiāng)当于(yú)找(zhǎo)到了暗(àn)物质存在的实际(jì)证据(jù)。这(zhè)种粒子(zi)到(dào)底是(shì)什么？科(kē)学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而(ér)要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子所需要的实(shí)验方(fāng)式也不相同。在过去的几十(shí)年当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这(zhè)些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎(hū)不会与常规(guī)物质(zhì)相互作(zuò)用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿尔卑斯(sī)山脉。
在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上(shàng)最大(dà)的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高(gāo)的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震荡(dàng)。
自1997年(nián)以来，这里的科(kē)学家声称观测到(dào)了(le)某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发现了(le)一(yī)个有(yǒu)趣的(de)事情。探测率会在每年的(de)6月份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而(ér)且在20年(nián)当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一些科学(xué)家认为这(zhè)可(kě)能是人类发(fā)现暗物质(zhì)的第一个直(zhí)接证据。
但(dàn)是为什么暗物(wù)质会(huì)产生周期性(xìng)的(de)年度信号呢？刚才我们(men)讲了太(tài)阳系正在(zài)以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)，这意味着我们也在(zài)以这样的速(sù)度在(zài)穿越(yuè)着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过程中(zhōng)会(huì)产(chǎn)生(shēng)相应的(de)振荡，同(tóng)时地(dì)球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半年(nián)的时间，地球(qiú)围(wéi)绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半年(nián)则与之(zhī)相反。
而在6月份的时候(hòu)，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物(wù)质流最快的时(shí)段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰(qià)好达到了(le)最慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的平面呈现(xiàn)了(le)60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效性。
因此科学家认为(wèi)这可以用来解释，研究人员(yuán)们所观测到的周期性信(xìn)号。当(dāng)然也可能有其他的(de)情况，造成(chéng)这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的(de)水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也符(fú)合这个周期的规(guī)律。
所以(yǐ)，科学家们又在南半球建(jiàn)立(lì)了一(yī)个几(jǐ)乎相同的实验室，这(zhè)里的季节(jié)与(yǔ)之前的实验室正好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动(dòng)特征和(hé)第一(yī)个(gè)实(shí)验室是一样的。
因(yīn)此，如果在这里可以得到(dào)相同的信(xìn)号，就可(kě)以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相应(yīng)的数据(jù)支持。另外，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提供(gōng)的视野是哈(hā)勃红外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一(yī)个关(guān)键的用途就是探(tàn)索暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存在，它们(men)极有(yǒu)可能拥(yōng)有另(lìng)一种神(shén)秘的效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生(shēng)命(mìng)进化的一个(gè)重要因素。
如果这一理论得到(dào)进(jìn)一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会(huì)意味着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落(luò)的(de)行星上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生(shēng)命。当(dāng)然，这(zhè)些(xiē)推论(lùn)的(de)大前提是要先找到(dào)暗物质存在(zài)的实(shí)际证据。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的(de)支持是我(wǒ)更新(xīn)的动力！
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是吗
真的吗
哇，还是漂亮呢，如果这留言板做的再文艺一些就好了
感觉真的不错啊
妹子好漂亮。。。。。。
呵呵，可以好好意淫了