宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的？为(wèi)何会杏花代表十二生肖里的哪个动物呢，杏花是指十二生肖中什么动物存在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存(cún)在的(de)证(zhèng)据，科学家们在(zài)过(guò)去的几十年(nián)当中进行了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自(zì)然哲学数学(xué)原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天(tiān)文(wén)学(xué)家(jiā)们(men)发现某些天(tiān)体运行轨道出现异(yì)常，不(bù)符合万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知道，周围一定有未(wèi)知(zhī)的天体通过引力在摄(shè)动它(tā)的(de)轨道(dào)。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运(yùn)行轨道的(de)异常，推算并且发现了海王(wáng)星(xīng)的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用(yòng)万(wàn)有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大(dà)天(tiān)文(wén)成就的例子。但是这些(xiē)发(fā)现都是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上升到(dào)星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗(fú)里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质量。这是一个由数(shù)千个星系所组成(chéng)的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束(shù)缚在一起(qǐ)。测(cè)量星系团的质量一般(bān)会(huì)使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是(shì)获得(dé)其"光度学的(de)质量"，需要的数据是测量各个星系的(de)光度(dù)。

第二(èr)种是动力学(xué)质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光(guāng)谱(pǔ)红移测量星系团中的各个星系(xì)相对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是“光度(dù)学质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不以可见(jiàn)光的(de)形式所存(cún)在(zài)，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动(dòng)学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠(kào)这些可(kě)见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将(jiāng)它们束(shù)缚(fù)在星(xīng)系团内(nèi)的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来源于(yú)某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提出了(le)这(zhè)样部分不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时(shí)的(de)人们(men)对这样的一(yī)种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星(xīng)系(xì)中(zhōng)的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但是他们观测的(de)结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋(xuán)转速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力(lì)定律，在星系(xì)当中如(rú)果没有足够大的(de)质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会使用(yòng)一种相对(duì)标准的方法来解释(shì)暗物质的存在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在(zài)X轴上距离星系中心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如(rú)果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物(wù)质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过射电望远镜(jìng)测量(liàng)了距离(lí)星系中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋(xuán)转速度并(bìng)不符合(hé)牛顿(dùn)的(de)力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太(tài)阳(yáng)系(xì)位于银河系的第三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离银河(hé)系中心2.6万光年(nián)，根(gēn)据(jù)万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳(yáng)系的运行(xíng)速度应(yīng)该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系(xì)旋转，这个(gè)实际速度远远(yuǎn)大于(yú)理(lǐ)论速度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一(yī)种我们看不到(dào)的物(wù)质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集在(zài)了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始(shǐ)，越(yuè)来越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科(kē)学家(jiā)根据(jù)星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个星(xīng)系质量(liàng)的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现象的原因(yīn)。在一项新的研究当中，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星(xīng)之间，也会出(chū)现速(sù)度(dù)上的微小差(chà)异(yì)。另外(wài)，天文学家(jiā)还(hái)发现了一个(gè)反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河(hé)系不多，但是星(xīng)系当(dāng)中存(cún)在的恒(héng)星数量却只有银河系的千分(fēn)之一。

所(suǒ)以(yǐ)在理论(lùn)上，该星系(xì)必须存在(zài)暗物质，否则(zé)就会分(fēn)崩(bēng)离析(xī)。但是科学家们使用(yòng)最先进的(de)望远镜(jìng)对其(qí)进(jìn)行(xíng)了40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可(kě)以用正(zhèng)常的物质和力学定律来解释的(de)。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附(fù)近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪(guài)的是(shì)，它的附近没有任何星系(xì)存在(zài)。造(zào)成这些现(xiàn)象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人类对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中的工作方式是不同的(de)，这意味着在行星系尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿(yán)着(zhe)它(tā)们的轨(guǐ)道(dào)，按照我们(men)所理解的方式运(yùn)动。但是上升到(dào)星(xīng)系和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则(zé)是不(bù)同的方式(shì)。对(duì)于在星(xīng)系团之(zhī)间(jiān)的相互作用，科(kē)学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指的是在数百(bǎi)万光(guāng)年的(de)规模(mó)上，巨大的质量之间(jiān)会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味(wèi)着我们需要对(duì)现在的物理(lǐ)定律(lǜ)进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很(hěn)多人认为(wèi)暗物(wù)质假(jiǎ)说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在的其(qí)他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两(liǎng)个(gè)碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的星团(tuán)，它们大部分的普通质量都在(zài)星系的气体当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发生碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)时候，星际气体的(de)相互(hù)作用(yòng)就会(huì)导致温(wēn)度(dù)的急剧升高(gāo)，速度大幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底(dǐ)是不是集中在中(zhōng)间呢？前(qián)不久，詹姆斯(sī)韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们(men)可以明显地(dì)看到很(hěn)多星系(xì)似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实(shí)这些星系本身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲(qū)了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极(jí)遥(yáo)远的(de)天体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发(fā)生了扭曲(qū)。这个现(xiàn)象(xiàng)就(jiù)是引力透(tòu)镜效应(yīng)。这(zhè)个巨大的天体可能(néng)是超大质量(liàng)的(de)黑(hēi)洞或者是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以(yǐ)当(dāng)人们对子弹星系团(tuán)观(guān)测的时候，发现它的大(dà)质量(liàng)区(qū)域并不(bù)是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释方(fāng)法(fǎ)就是当星团发(fā)生全部的碰撞时，可(kě)被(bèi)观测到(dào)的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物质则直接(jiē)通过(guò)了这(zhè)个区域，并在两边(biān)形(xíng)成了引力透镜。对子弹星(xīng)系(xì)团(tuán)的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的(de)光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光终于可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温(wēn)度(dù)较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后的(de)二(èr)值(zhí)图像进行连通域提(tí)取和标记(jì)之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看(kàn)起来不应该(gāi)是这样的(de)，而(ér)随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得(dé)看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配(pèi)宇宙微(wēi)波背景辐射的(de)测量值，我们需(xū)要的暗物质大约是普通物质的(de)5倍(bèi)。这个数字(zì)与解(jiě)释(shì)星系当中恒星(xīng)运动所需(xū)要的(de)暗物质比例(lì)是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个(gè)简单的(de)理论框架，就很好地解释(shì)了很多(duō)不同的观测结果。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引力来相互作用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒(lì)子的存在，就相当于(yú)找到了暗(àn)物(wù)质存在的实际证据。这(zhè)种粒子到底(dǐ)是什么？科(kē)学家们已经提出(chū)了数十种的(de)假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要的实验方式也不(bù)相同。在过(guò)去的(de)几十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻(xún)找这些看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会(huì)与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的(de)实验，却没有任何实质性(xìng)的发(fā)现(xiàn)，除了一个地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地(dì)球上最大的地(dì)学(xué)实(shí)验(yàn)室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的(de)探测器(qì)，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声称(chēng)观测到(dào)了某(mǒu)种信号。经过(guò)了20多年的数据收(shōu)集，人们发(fā)现了(le)一个(gè)有趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一样。一(yī)些科(kē)学家认(rèn)为(wèi)这(zhè)可能是人(rén)类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物(wù)质(zhì)会产生周期性的年(nián)度(dù)信号呢？刚才我们(men)讲了太阳系(xì)正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我们也在(zài)以(yǐ)这样(yàng)的速度(dù)在穿越(yuè)着暗物质流，这个(gè)过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的(de)振荡，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)进行旋转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕(rào)银河系的(de)方(fāng)向是(shì)一致的，而(ér)另外半(bàn)年则与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完(wán)全一致(zhì)，这(zhè)是理论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达(dá)到了最(zuì)慢值。尽管在(zài)实际的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这(zhè)个理论的(de)有效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以用来解释，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测到的周期(qī)性信号。当然也可(kě)能有其他(tā)的情况，造(zào)成这(zhè)种(zhǒng)年度周期信号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上(shàng)的(de)积雪，甚(shèn)至(zhì)连(lián)意(yì)大(dà)利游(yóu)客的数(shù)量也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立了一个(gè)几(jǐ)乎相同的实验室，这里的季节与之前的实验室正好(hǎo)相反，而在这(zhè)里，地球穿(chuān)过(guò)暗物(wù)质流的(de)运动特(tè)征和第一个实验室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这(zhè)里可以得(dé)到相同的信号(hào)，就可以成为暗物质所存(cún)在(zài)的非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚(gāng)建成不(bù)久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新(xīn)的(de)望(wàng)远镜，这台太空(kōng)望(wàng)远镜叫做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的(de)宽(kuān)视(shì)场仪器(qì)提(tí)供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太(tài)空(kōng)望远镜其(qí)中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘(mì)，对(duì)于探测的(de)结果，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒子(zi)天(tiān)体物理中(zhōng)心的科学家丹(dān)琥珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发现，如(rú)果暗物质存(cún)在，它(tā)们(men)极有可能拥有另(lìng)一种神(shén)秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论(lùn)得到进一步的(de)证实，那么遍布(bù)宇宙当中的(de)暗(àn)物质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当(dāng)中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论(lùn)的(de)大前提(tí)是要先找到暗物质(zhì)存在(zài)的实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 杏花代表十二生肖里的哪个动物呢，杏花是指十二生肖中什么动物